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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O
SISTEMA DE CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS
COM “PARAPLOW” ROTATIVO USANDO ANÁLISE
DIMENSIONAL
DANIEL ALBIERO
CAMPINAS-SP
FEVEREIRO DE 2006
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
FACULDADE DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
AVALIAÇÃO DO PREPARO DE SOLO EMPREGANDO O
SISTEMA DE CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS
COM “PARAPLOW” ROTATIVO USANDO ANÁLISE
DIMENSIONAL
Eng. Agric. DANIEL ALBIERO
Orientador: Prof. Dr. Antonio José da Silva Maciel
CAMPINAS-SP
FEVEREIRO DE 2006
Dissertação de Mestrado submetida a banca examinadora para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Agrícola, na área de concentração em Máquinas Agrícolas.
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE -
UNICAMP
AL4a
Albiero, Daniel Avaliação do preparo de solo empregando o sistema de cultivo conservacionista em faixas com “Paraplow” rotativo usando análise dimensional / Daniel Albiero. --Campinas, SP: [s.n.], 2006. Orientador: Antonio José da Silva Maciel Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola. 1. Analise dimensional. 2. Dinâmica do solo. 3. Máquinas agrícolas. I. Maciel, Antonio José da Silva. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Agrícola. III. Título.
Título em Inglês: Evaluation of soil tillage using strip-till conservation tillage with rotary paraplow using dimensional analysis
Palavras-chave em Inglês: Dimensional analysis, Soil dynamics, Farm machinery, Paraplow
Área de concentração: Máquinas Agrícolas Titulação: Mestre em Engenharia Agrícola. Banca examinadora: Morel de Passos e Carvalho e Paulo Sérgio Graziano
Magalhães Data da defesa: 20/02/2006
i
“Um Homem pode nascer, crescer e morrer, nações podem crescer, desenvolver e cair, mas, uma idéia permanece, idéias tem duração eterna”.
J.F.K. “Para o Povo Chinês o Brasil é sinônimo de NOVO: Novo Mundo, Novo Povo, Nova Cultura. E o DRAGÃO é o símbolo da Honra, da Prosperidade e da Força. Que a Força do NOVO DRAGÃO ajude o Agricultor Pobre Brasileiro a ter Honra e Prosperidade.”
Prof. Dr. Cheu Shang Chang.
ii
DEDICATÓRIA
À meus pais, Narciso e Leni, pelos exemplos
e ensinamentos, sem eles eu não teria
chegado até aqui.
Ao Doutor Cheu Shang Chang in memorian, o pai do
“Paraplow” Rotativo e do Novo Dragão. Seu exemplo,
suas idéias, seu sonho nunca serão abandonados.
iii
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus e a Virgem Maria, Mãe de Deus, que sempre me ajudaram em tudo, por toda minha vida. Agradeço a meu irmão Murilo Albiero e minha cunhada Viviane Cardoso Albiero, pela ajuda, acolhimento e muita paciência durante estes dois anos. Agradeço a Danila de Fátima Orlandim, o amor da minha vida, pela paciência, amor e compreensão, pois eu pensava mais em Pi-Termos do que em nosso casamento. Agradeço ao Professor Doutor Antonio José da Silva Maciel, O Mestre, O Orientador, pela ajuda imprescindível, pelo trabalho incansável, pela amizade verdadeira e por ensinar a fazer pesquisa útil à sociedade. Agradeço ao Técnico em Mecânica Luiz Carlos Santos Silva, pela ajuda, pelas idéias e pelos ensinamentos se o Dr. Chang é o pai do “Paraplow” Rotativo e do Novo Dragão, o Luiz é sem dúvida a mãe. Agradeço a Universidade Estadual de Campinas, nossa mãe protetora do conhecimento universal, nossa casa, nosso refúgio, que nunca me fechou as portas. Agradeço a Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, pela oportunidade na minha formação, e que possibilitou a realização deste sonho. Agradeço a Coordenadoria de Pós-Graduação da Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, que sempre me ajudou em tudo o que pedi, e até do que não pedi (do que esqueci...). Agradeço a Coordenadoria de Aperfeiçoamentos de Pessoal do Governo Federal (CAPES); sem a bolsa de estudos eu teria morrido de fome ou abandonado o projeto. Agradeço ao Ministério do Desenvolvimento Agrário do Governo Federal (MDA) pelo apoio institucional ao projeto; sem ele estaríamos ainda na prancheta. Agradeço à Financiadora de Estudos e Projetos do Governo Federal (FINEP) pelo apoio financeiro ao projeto; sem ele estaríamos ainda a sonhar. Agradeço a Fundação de Apoio a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); sem os investimentos e a confiança o “Paraplow” Rotativo e os principais componentes do Novo Dragão não existiriam. Agradeço ao Conselho de Pesquisa e Desenvolvimento (CNPQ) pelas minhas bolsas de iniciação científica; onde tudo começou.
iv
Agradeço a Fundação de Desenvolvimento da Universidade Estadual de Campinas (FUNCAMP) pelo apoio administrativo; sem este auxílio nos perderíamos. Agradeço a todos os amigos da pós-graduação e graduação pela amizade e pela convivência. Agradeço a todos os Professores e Funcionários da FEAGRI/UNICAMP pela convivência, ajuda e pelos ensinamentos. Agradeço a Ricardo Panzoldo em nome da Argos-Tech (FLM- Bertolini) por ter cedido o motocultor Bertolini 318; sem ele o Novo Dragão não teria sido acordado. Agradeço a todos os membros dos grupos de pesquisas liderados pelo Prof. Maciel (Novo Dragão, Biodiesel, Avaliação de máquinas agrícolas, Modernização da agricultura familiar e qualidade na agricultura); sem a ajuda em campo, no escritório e nas brincadeiras este trabalho não teria chegado ao fim. Agradeço especificamente ao pessoal que me ajudou nos trabalhos experimentais: Luiz Carlos Santos Silva, Marcio de Oliveira, Rodrigo Amaral Minamisawa, Rodrigo de Oliveira, Bruno Scanavini, Marcio Willian Roque, César Nagumo, Renan Tunussi, Rafael Hespanhol Cordeiro, Bruno Piva Telles, Paula Costa, Ana Letícia Pignelli, Gustavo Seidinger, Acássio Barbosa, Diego Vega, Daniel Barra, Silvestre Rodrigues, Angel Pontin Garcia, Rafael Augustos de Oliveira, Claudia Assad Mello, Antônio Freire de Souza, Antônio Donizete Sipriano, Fabiano Wataro Takaso, Leandro Morais, Felipe Andrade de Souza. Agradeço aos técnicos em mecânica José Maria dos Santos Silva e Francisco Silva, pela ajuda na construção do Novo Dragão. Agradeço a Ana Paula Montagner, a Marta Aparecida Rigonato Vechi e a Rosangela Gomes pela ajuda e paciência; sem elas minha vida acadêmica seria com certeza mais complicada. Agradeço a Professora Doutora Raquel Gonsalves (Ex-Coordenadora da Pós), sempre pronta a ajudar e a acertar nossos problemas estudantis e de bolsa de estudos. Agradeço a Suzely Francisco que sempre ajudou nos diversos ofícios, telefonemas, dúvidas, etc. Agradeço ao Osvaldo Candido Lopes, pelos ensinamentos e piadas. Agradeço a Professora Doutora Mara de Andrade Marinho Weill, pelas sugestões e apoio. Agradeço a Técnica Célia Panzarin, pela ajuda nos trabalhos laboratoriais. Agradeço a Dona Su Fan Chang por ter confiado em nossa capacidade para levar adiante o sonho do Prof. Dr. Chang.
v
SUMÁRIO
DEDICATÓRIA ___________________________________________________________ ii
AGRADECIMENTOS ______________________________________________________ iii
LISTA DE FIGURAS______________________________________________________ viii
LISTA DE GRÁFICOS ______________________________________________________x
LISTA DE TABELAS _____________________________________________________ xiii
LISTA DE MATRIZES ____________________________________________________ xix
LISTA DE EQUAÇÕES ____________________________________________________xx
RESUMO_______________________________________________________________ xxiv
ABSTRACT _____________________________________________________________xxv
1-INTRODUÇÃO ___________________________________________________________1
1.1- Objetivos ____________________________________________________________2
1.2- Fluxograma do trabalho________________________________________________3
2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA_______________________________________________4
2.1-Contexto Geral da Agricultura Familiar ___________________________________4
2.2-Conceitos Básicos de Mecanização _______________________________________10
2.3-Panorama da Mecanização na Agricultura Familiar ________________________13
2.4-Modernização da Mecanização na Agricultura Familiar_____________________22
2.5-Conceitos Básicos de Preparo do solo_____________________________________24
2.6-Conceitos Básicos de Preparo de Solo Conservacionista _____________________32
2.7-Sistema de Plantio Conservacionista Novo Dragão _________________________36
2.8-Conceitos Básicos de Dinâmica do Solo ___________________________________40
2.9-Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” _______________51
2.10-Nova Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” Rotativo__56
2.11-Conceitos Básicos de Avaliação de Máquinas de Preparo de Solo ____________65
2.12-Conceitos Básicos de Análise Dimensional _______________________________76
3-MATERIAL E MÉTODOS ________________________________________________84
3.1- Caracterização geral do experimento ____________________________________84
3.2- Caracterização da Área de Testes _______________________________________86
vi
3.3- Material ____________________________________________________________87 3.3.1- Caracterização da ferramenta agrícola testada ________________________87
3.3.1.1- “Paraplow” Rotativo___________________________________________87 3.3.1.2- Novo Dragão _________________________________________________89 3.3.1.3- Motocultor Bertolini 318 _______________________________________93
3.3.2- Caracterização dos equipamentos para coleta de dados _________________94 3.3.2.1- Bevâmetro ___________________________________________________94 3.3.2.2- Penetrômetro digital ___________________________________________95 3.3.2.3- Perfilômetro __________________________________________________96 3.3.2.4- Recipientes para determinação de umidade, densidade, DPS e DMP __96 3.3.2.5- Cronômetro __________________________________________________97 3.3.2.6- Trena _______________________________________________________97
3.4- Métodos ____________________________________________________________98 3.4.1- Delineamento experimental_________________________________________98 3.4.2- Metodologia para obtenção de dados ________________________________101
3.4.2.1- Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φφφφ) do solo ___________________101 3.4.2.2- Índice de cone das fissuras (CIF), central (CIC) e original (CI0)______103 3.4.2.3- Diâmetro médio ponderado (DMP)______________________________104 3.4.2.4- Diâmetro ponderado seco (DPS) ________________________________105 3.4.2.5- Índice de rugosidade (Inrug) e Área de empolamento (Aemp)________106 3.4.2.6- Densidade aparente (γγγγ) do solo__________________________________107 3.4.2.7- Caracterização da faixa de plantio ______________________________108 3.4.2.8- Teor de água do solo (U)_______________________________________109 3.4.2.8- Velocidade efetiva de trabalho (VA) e Taxa de corte (Txc) __________109 3.4.2.9- Patinagem (Pt) _______________________________________________110
3.4.3- Metodologia para tratamento dos dados _____________________________110 3.4.4- Metodologia de Cálculo da Análise Dimensional ______________________115 3.4.5- Análise de Variância _____________________________________________123
4-RESULTADOS E DISCUSSÃO ___________________________________________126
4.1. Estatística Clássica __________________________________________________126 4.1.1- Caracterização dos requisitos conservacionistas: ______________________127 4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio:_________________________________154 4.1.3 - Características operacionais: ______________________________________163
4.2. Análise Dimensional _________________________________________________172 4.2.1. Forma especificada dos Pi - termos _________________________________172 4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas: ______________________176
4.2.2.1- Gráficos adimensionais ππππ2 x ππππ19 ________________________________176 4.2.2.2- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ11 ________________________________181 4.2.2.3- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ13 ________________________________186 4.2.2.4- Gráficos adimensionais ππππ4 x ππππ12 ________________________________191
4.2.3. Caracterização da faixa de plantio e Características operacionais ________197
4.3. Discussão Geral _____________________________________________________253
5-CONCLUSÕES _________________________________________________________257
vii
5.1- Comprovação das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo. _257
5.2- Caracterização geométrica da faixa de plantio. ___________________________257
5.3- Determinação da melhor configuração operacional _______________________257
5.4- Comparação entre a análise dimensional e a Análise de variância ___________258
6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA _______________________________________259
7-ANEXOS ______________________________________________________________279
7.1- Área máxima regional (INCRA, 2004).__________________________________279
7.2- Dados técnicos do Sistema de aquisição de dados, e conversor analógico/digital HBM Spider8 __________________________________________________________279
7.3- Dados técnicos do Inversor freqüência AC/DC LRI _______________________279
7.4- Dados técnicos do notebook Compaq Armada 1592DMT 7 _________________279
7.5- Dados técnicos da célula de carga Alfa Instrumentos SV200.________________280
7.6- Dados técnicos torquímetro Vishay AE06-250 ____________________________280
7.7- Dados técnicos do penetrômetro DLG PNT 2000 _________________________280
8. APêNDICES ___________________________________________________________281
8.1-Calibração célula de carga Alfa Instrumentos SV200 ______________________281
8.2- Calibração Torquímetro Vishay EA06-250 ______________________________283
8.3- Matrizes de Correlação_______________________________________________285
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo Dragão (MACIEL (2004),
Convênio FEAGRI/FINEP 3158). __________________________________________38
Figura 2. Paraplow.__________________________________________________________52
Figura 3. Paraplow em ação operacional (Soil technology group University of Wageningen,
2005)_________________________________________________________________52
Figura 4. Modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004).___________________57
Figura 5. Paraplow Rotativo. __________________________________________________58
Figura 6. “Paraplow” Rotativo e Cultivador Rotativo._______________________________60
Figura 7. “Paraplows” Rotativos avaliados. _______________________________________62
Figura 8. Área dos testes experimentais __________________________________________87
Figura 9. Desenho técnico do “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.____________88
Figura 10. “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento. ___________________________89
Figura 11. Engrenagens Cônicas do Sistema de transmissão do “Paraplow” Rotativo. _____90
Figura 12. Distribuidor de fertilizantes de espiral cônica. ____________________________90
Figura 13. Dosador de sementes de anel vertical interno. ____________________________91
Figura 14. Discos cobridores de sulco.___________________________________________91
Figura 15. Roda compactadora de sulco. _________________________________________92
Figura 16. Chassi porta ferramentas. ____________________________________________92
Figura 17. NOVO DRAGÃO. _________________________________________________93
Figura 18. Motocultor Bertolini 318. ____________________________________________94
Figura 19. Aparato constituinte do Bevâmetro utilizado no Experimento: (a) Chassi porta
equipamentos; (b) Placa de cisalhamento e haste conjugadora; (c) sistema de aquisição de
dados. ________________________________________________________________95
Figura 20. Penetrômetro digital PNT 2000. _______________________________________95
Figura 21. Perfilômetro. ______________________________________________________96
Figura 22. Bevâmetro em ação. _______________________________________________102
Figura 23. Coleta de dados de resistência à penetração. ____________________________104
Figura 24. Obtenção do micro-relevo do solo. ____________________________________106
ix
Figura 25. Determinação de características dimensionais da faixa preparada. ___________108
Figura 26. Conformação da faixa de plantio preparada pelo “Paraplow” Rotativo. _______255
x
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Área média da agricultura familiar (INCRA/FAO, 2000). ____________________5
Gráfico 2. Área média da agricultura patronal (INCRA/FAO, 2000).____________________6
Gráfico 3. Participação da agricultura familiar em diversas culturas (MDA, 2004). _______39
Gráfico 4. Potências requeridas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).
_____________________________________________________________________63
Gráfico 5. Potência Específica Requerida pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e
ALBIERO, 2005). ______________________________________________________63
Gráfico 6. Taxa de corte alcançadas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO,
2005). ________________________________________________________________64
Gráfico 7. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois). __177
Gráfico 8. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois). __177
Gráfico 9. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois). __178
Gráfico 10. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois). _178
Gráfico 11. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois). _179
Gráfico 12. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois). _179
Gráfico 13. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois). _180
Gráfico 14. Gráfico adimensional π2 x π19, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois). _180
Gráfico 15. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois). _182
Gráfico 16. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois). _182
Gráfico 17. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois). _183
Gráfico 18. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois). _183
Gráfico 19. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois). _184
Gráfico 20. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois). _184
Gráfico 21. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois). _185
Gráfico 22. Gráfico adimensional π3 x π11, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois). _185
Gráfico 23. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois). _187
Gráfico 24. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois). _187
xi
Gráfico 25. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois). _188
Gráfico 26. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois). _188
Gráfico 27. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois). _189
Gráfico 28. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois). _189
Gráfico 29. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois). _190
Gráfico 30. Gráfico adimensional π3 x π13, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois). _190
Gráfico 31. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois). _192
Gráfico 32. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois). _192
Gráfico 33. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois). _193
Gráfico 34. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois). _193
Gráfico 35. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois). _194
Gráfico 36. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois). _194
Gráfico 37. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois). _195
Gráfico 38. Gráfico adimensional π4 x π12, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois). _195
Gráfico 39. Gráfico adimensional π1 x π17, todos tratamentos. _______________________197
Gráfico 40. Gráfico adimensional π2 x π8, todos tratamentos.________________________198
Gráfico 41. Gráfico adimensional π2 x π9 todos tratamentos. ________________________200
Gráfico 42. Gráfico adimensional π2 x π14, todos tratamentos. _______________________201
Gráfico 43. Gráfico adimensional π2 x π16, todos tratamentos. _______________________203
Gráfico 44. Gráfico adimensional π3 x π10, todos tratamentos. _______________________204
Gráfico 45. Gráfico adimensional π3x π12, todos tratamentos.________________________206
Gráfico 46. Gráfico adimensional π3x π19, todos tratamentos.________________________207
Gráfico 47. Gráfico adimensional π4 x π14, todos tratamentos. _______________________209
Gráfico 48. Gráfico adimensional π4 x π18, todos tratamentos. _______________________211
Gráfico 49. Gráfico adimensional π4 x π8, todos tratamentos.________________________212
Gráfico 50. Gráfico adimensional π4 x π11, todos tratamentos. _______________________214
Gráfico 51. Gráfico adimensional π5 x π6, todos tratamentos.________________________215
Gráfico 52. Gráfico adimensional π5 x π10, todos tratamentos. _______________________217
Gráfico 53. Gráfico adimensional π5 x π8, todos tratamentos.________________________218
xii
Gráfico 54. Gráfico adimensional π5 x π13, todos tratamentos. _______________________220
Gráfico 55. Gráfico adimensional π5 x π14, todos tratamentos. _______________________221
Gráfico 56. Gráfico adimensional π5 x π15, todos tratamentos. _______________________223
Gráfico 57. Gráfico adimensional π5 x π18, todos tratamentos. _______________________224
Gráfico 58. Gráfico adimensional π5 x π16, todos tratamentos. _______________________226
Gráfico 59. Gráfico adimensional π5 x π19, todos tratamentos. _______________________227
Gráfico 60. Gráfico adimensional π7 x π16, todos tratamentos. _______________________229
Gráfico 61. Gráfico adimensional π7 x π18, todos tratamentos. _______________________231
Gráfico 62. Gráfico adimensional π8 x π10, todos tratamentos. _______________________232
Gráfico 63. Gráfico adimensional π9 x π14, todos tratamentos. _______________________234
Gráfico 64. Gráfico adimensional π10 x π14, todos tratamentos. ______________________235
Gráfico 65. Gráfico adimensional π10 x π16, todos tratamentos. ______________________237
Gráfico 66. Gráfico adimensional π11 x π15, todos tratamentos. ______________________238
Gráfico 67. Gráfico adimensional π11 x π16, todos tratamentos. ______________________240
Gráfico 68. Gráfico adimensional π11 x π17, todos tratamentos. ______________________241
Gráfico 69. Gráfico adimensional π11 x π18, todos tratamentos. ______________________243
Gráfico 70. Gráfico adimensional π12 x π15, todos tratamentos. ______________________244
Gráfico 71. Gráfico adimensional π12 x π16, todos tratamentos. ______________________246
Gráfico 72. Gráfico adimensional π12 x π17, todos tratamentos. ______________________247
Gráfico 73. Gráfico adimensional π12 x π18, todos tratamentos. ______________________249
Gráfico 74. Gráfico adimensional π13 x π17, todos tratamentos. ______________________250
Gráfico 75. Gráfico adimensional π16 x π18, todos tratamentos. ______________________252
Gráfico 76. Calibraçãoda célula de carga SV200realizada em 10/10/2005. _____________281
Gráfico 77. Calibração do torquímetro EA06-250 realizado em 11/10/2005. ____________283
xiii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Diferenças entre a agricultura familiar e a patronal (ZARONI, 2004). ___________6
Tabela 2. Brasil – Números de Estabelecimentos, área, valor bruto da produção (VBP) e
financiamento total (FT). __________________________________________________7
Tabela 3. Agricultura Familiares – Número de Estabelecimentos, área, VBP e financiamento
total segundo as regiões ___________________________________________________8
Tabela 4. Resultados obtidos com o “Paraplow”, (ALBIERO E CHANG, 2000). _________55
Tabela 5. Sistema de Força para modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004) . _____57
Tabela 6. Combinação de variáveis dependentes do experimento. _____________________99
Tabela 7. Projeto experimental totalmente aleatório do experimento.__________________100
Tabela 8. Tabela de conversão dimensional dos parâmetros avaliados. ________________115
Tabela 9. Decomposição dos parâmetros em suas dimensões básicas. _________________116
Tabela 10. Estatística descritiva da variável Coesão (c) antes da operação. _____________127
Tabela 11. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (C) antes da operação. ___________128
Tabela 12. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão antes da operação.___128
Tabela 13. Estatística descritiva da variável Coesão (c) após a operação._______________128
Tabela 14. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (c) depois da operação.___________129
Tabela 15. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão depois da operação. _129
Tabela 16. Estatística descritiva da variável Ângulo de atrito interno (φ) antes da operação. 130
Tabela 17. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φ) antes da
operação._____________________________________________________________131
Tabela 18. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo
antes da operação.______________________________________________________131
Tabela 19. Estatística descritiva da variável: Ângulo de atrito interno (φ) depois da operação.
____________________________________________________________________131
Tabela 20. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φ) depois da
operação._____________________________________________________________132
Tabela 21. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo
depois da operação._____________________________________________________132
xiv
Tabela 22. Estatística descritiva da variável: Índice de cone original (CI0) antes da operação.
____________________________________________________________________133
Tabela 23. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone original (CI0) antes da operação.
____________________________________________________________________134
Tabela 24. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone original antes da
operação._____________________________________________________________134
Tabela 25. Estatística descritiva da variável: Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois
da operação. __________________________________________________________134
Tabela 26. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone da região de fissuras (CIF)
depois da operação._____________________________________________________135
Tabela 27. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone da região de
fissuras depois da operação. ______________________________________________135
Tabela 28. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.
____________________________________________________________________137
Tabela 29. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.
____________________________________________________________________137
Tabela 30. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade antes da
operação._____________________________________________________________137
Tabela 31. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.
____________________________________________________________________138
Tabela 32. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da
operação._____________________________________________________________138
Tabela 33. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade depois da
operação._____________________________________________________________138
Tabela 34. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da
operação._____________________________________________________________139
Tabela 35. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da
operação._____________________________________________________________140
Tabela 36. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado antes
da operação. __________________________________________________________140
xv
Tabela 37. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da
operação._____________________________________________________________140
Tabela 38. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da
operação._____________________________________________________________141
Tabela 39. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado
depois da operação._____________________________________________________141
Tabela 40. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da
operação._____________________________________________________________142
Tabela 41. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da
operação._____________________________________________________________143
Tabela 42. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco antes
da operação. __________________________________________________________143
Tabela 43. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da
operação._____________________________________________________________143
Tabela 44. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da
operação._____________________________________________________________144
Tabela 45. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco depois
da operação. __________________________________________________________144
Tabela 46. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa
preparada (γ) antes da operação.___________________________________________145
Tabela 47. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γ) antes da operação.__146
Tabela 48. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente antes da
operação._____________________________________________________________146
Tabela 49. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa
preparada (γ) depois da operação. _________________________________________146
Tabela 50. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γ) depois da operação. 147
Tabela 51. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente depois da
operação._____________________________________________________________147
Tabela 52. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) antes da operação. __148
Tabela 53. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) antes da operação. ________149
Tabela 54. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG antes da operação. _149
xvi
Tabela 55. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) depois da operação. _149
Tabela 56. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) depois da operação. _______150
Tabela 57. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG depois da operação. 150
Tabela 58. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) antes da operação.___151
Tabela 59. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) antes da operação._________152
Tabela 60. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG antes da operação. _152
Tabela 61. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) depois da operação. _152
Tabela 62. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) depois da operação.________153
Tabela 63. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG depois da operação. 153
Tabela 64. Estatística descritiva da variável Largura superior (LS). ___________________154
Tabela 65. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura superior da faixa preparada (LS). __155
Tabela 66. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura superior. _________155
Tabela 67. Estatística descritiva da variável: Largura inferior (LI). ___________________156
Tabela 68. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura inferior da faixa preparada (LI). ___156
Tabela 69. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura inferior. __________156
Tabela 70. Estatística descritiva da variável: Profundidade efetiva (P). ________________157
Tabela 71. Tabela ANOVA (teste F), variável Profundidade efetiva (P). _______________157
Tabela 72. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Profundidade efetiva. ______158
Tabela 73. Estatística descritiva da variável: Largura de empolamento (LE).____________159
Tabela 74. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura de empolamento (LE). __________159
Tabela 75. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura de empolamento.___159
Tabela 76. Estatística descritiva da variável: Altura de empolamento (HE)._____________160
Tabela 77. Tabela ANOVA (teste F), variável Altura de empolamento (HE). ___________160
Tabela 78. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Altura de empolamento. ____161
Tabela 79. Estatística descritiva da variável: Largura lateral de fissuras (LF). ___________162
Tabela 80. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura lateral de fissuras (LF).__________162
Tabela 81. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura lateral de fissuras. __162
Tabela 82. Estatística descritiva da variável: Área mobilizada (Amob). ________________163
Tabela 83. Tabela ANOVA (teste F), variável Área mobilizada (Amob)._______________164
Tabela 84. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área mobilizada. _________164
Tabela 85. Estatística descritiva da variável: Área de empolamento (Aemp).____________165
xvii
Tabela 86. Tabela ANOVA (teste F), variável Área de empolamento (Aemp). __________165
Tabela 87. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área de empolamento. _____165
Tabela 88. Empolamento do solo após a passagem da ferramenta (%). ________________166
Tabela 89. Estatística descritiva da variável: Quantidade de água (Du). ________________167
Tabela 90. Teor de água médio, nas linhas experimentais, em cada tratamento (%). ______167
Tabela 91. Tabela ANOVA (teste F), variável Quantidade de água (Du) nas faixas
experimentais._________________________________________________________167
Tabela 92. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Quantidade de água nas faixas
experimentais._________________________________________________________168
Tabela 93. . Estatística descritiva da variável: Velocidade efetiva de trabalho (VA). ______169
Tabela 94. Estatística descritiva da variável: Quantidade de Patinamento da máquina (Pat). 169
Tabela 95. Índice de patinagem da máquina (%) __________________________________170
Tabela 96. . Estatística descritiva da variável: Taxa de corte da ferramenta._____________170
Tabela 97. Tabela ANOVA (teste F), variável Taxa de corte (Txc). ___________________171
Tabela 98. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Taxa de corte. ____________171
Tabela 99. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π1 x π17.____________197
Tabela 100. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π8. ___________199
Tabela 101. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π9. ___________200
Tabela 102. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π14.___________202
Tabela 103. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π2 x π16.___________203
Tabela 104. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π3 x π10.___________205
Tabela 105. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π3 x π12.___________206
Tabela 106. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π3 x π19.___________208
Tabela 107. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π4 x π14.___________209
Tabela 108. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π4 x π18.___________211
Tabela 109. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π4 x π8. ___________213
Tabela 110. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π4 x π11.___________214
Tabela 111. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π6. ___________216
Tabela 112. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π10.___________217
Tabela 113. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π8. ___________219
xviii
Tabela 114. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π13.___________220
Tabela 115. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π14.___________222
Tabela 116. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π15.___________223
Tabela 117. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π18.___________225
Tabela 118. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π16.___________226
Tabela 119. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π5 x π19.___________228
Tabela 120. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π7 x π16.___________229
Tabela 121. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π7 x π18.___________231
Tabela 122. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π8 x π10.___________232
Tabela 123. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π9 x π14.___________234
Tabela 124. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π10 x π14. __________236
Tabela 125. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π10 x π16. __________237
Tabela 126. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π11 x π15. __________239
Tabela 127. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π11 x π16. __________240
Tabela 128. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π11 x π17. __________242
Tabela 129. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π11 x π18. __________243
Tabela 130. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π12 x π15. __________245
Tabela 131. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π12 x π16. __________246
Tabela 132. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π12 x π17. __________248
Tabela 133. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π12 x π18. __________249
Tabela 134. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π13 x π17. __________251
Tabela 135. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional π16 x π18. __________252
7.1-Tabela 136. Área máxima regional (INCRA, 2004). ____________________________279
Tabela 137. Dados obtidos na calibração da célula de carga SV200 em 10/10/2005. ______282
Tabela 138. Dados obtidos na calibração do torquímetro EA06-250 em 10/10/2005. _____284
xix
LISTA DE MATRIZES
Matriz 1. Matriz dimensional da experimento.____________________________________117
Matriz 2. Sub-espaço considerado para teste da característica da matriz. _______________117
Matriz 3. Matriz solução do experimento. _______________________________________119
Matriz 4. Matriz de correlação do Tratamento E111 (V1; R1; Pr1). ___________________285
Matriz 5. Matriz de correlação do Tratamento E222 (V2; R2; Pr2). ___________________286
Matriz 6. Matriz de correlação do Tratamento E121 (V1; R2; Pr1). ___________________287
Matriz 7. Matriz de correlação do Tratamento E122 (V1; R2; Pr2). ___________________288
Matriz 8. Matriz de correlação do Tratamento E112 (V1; R1; Pr2). ___________________289
Matriz 9. Matriz de correlação do Tratamento E211 (V2; R1; Pr1). ___________________290
Matriz 10. Matriz de correlação do Tratamento E212 (V2; R1; Pr2). __________________291
Matriz 11. Matriz de correlação do Tratamento E221 (V2; R2; Pr1). __________________292
xx
LISTA DE EQUAÇÕES
0*1
=∑k
ii xc Equação 1. _______________________________________________76
),...,,( 321 rnA F −= πππππ Equação 2. ______________________________________81
VVTTN dim)(dim)(dim =+ Equação 3 ___________________________________81
x
rn
dcba
A k −= ππππππ K***** 4321 Equação 4 ________________________________82
)(* 220 irr
F
−=
πσ Equação 5. ___________________________________________102
)(**2
*333
0 irr
M
−=
πτ Equação 6__________________________________________103
∑= )*( PCDMP n Equação 7. _________________________________________105
∑∑
=Ps
PsCDPS
n )*( Equação 8. _________________________________________105
∑ ∆= )*( ehAemp n Equação 9._________________________________________107
100*Amob
AempE = Equação 10. ___________________________________________107
hInrug x *σ= Equação 11. ___________________________________________107
V
Ms=γ Equação 12. _________________________________________________107
2
*)( PLSLIAmob
+= Equação 13. ______________________________________109
ms
msmuU
)( −= Equação 14. ___________________________________________109
pr
clprPt
)( −= Equação 15 ___________________________________________110
n
Xm
∑ −=
3
3
)( µ Equação 16. _________________________________________111
xxi
22
3
* mm
mg = Equação 17 ___________________________________________112
gDPSSH *= Equação 18. ___________________________________________112
n
Xm
∑ −=
4
4
)( µ Equação 19. _________________________________________112
3)(22
4
−=m
m
k σ Equação 20 ___________________________________________113
kDPSCH *= Equação 21. __________________________________________113
][][*][
][*[%]** 3
3gcm
cm
gVanUDu === γ Equação 22. _______________________114
K1 + K3 + K13 + K20 + K22 = 0 Equação 23 __________________________________________118
-K1+K2-K3+K4+K5+K6+K7+K8+K9+K10+K11+K12+K14+K15+3*K16+2*K17+2*K18+K19-3*K20+K21-K22 = 0 Equação 24 _118
-2*K1 - 2*K3 - K14 - K16 - 2*K22 = 0 Equação 25 ________________________________________118
K20 = -K13 + (K14 / 2) + (K16 / 2) Equação 26 __________________________________________118
K21= -K2-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10-K11-K12-3*K13-K15-2*K16-2*K17-2*K18-K19 Equação 27 _________________118
K22 = -K1 – K3 –(K14 / 2) – (K16 / 2) Equação 28_________________________________________118
π1 = CIF / c; Equação 29 ______________________________________________120
π2 = φ / DMP; Equação 30 _____________________________________________120
π3 = CI0 / c; Equação 31 _____________________________________________120
π4 = DPS / DMP; Equação 32 ___________________________________________120
π5 = LI / DMP; Equação 33 ___________________________________________120
π6 = LS / DMP; Equação 34 ___________________________________________120
π7 = P / DMP; Equação 35 _____________________________________________120
π8 =LE / DMP; Equação 36 ___________________________________________120
π9 =HE / DMP; Equação 37 ___________________________________________120
π10 = LF / DMP; Equação 38 ___________________________________________120
π11 = CH / DMP; Equação 39 ___________________________________________120
π12 = SH / DMP; Equação 40 ___________________________________________120
π13 =Du / (γ*(DMP)3); Equação 41 _______________________________________120
π14 = (VA*(γ)1/2) / ((c)1/2); Equação 42 ____________________________________120
xxii
π15 = Pat / DMP; Equação 43 ___________________________________________120
π16 = (Txc*(γ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 44___________________________120
π17 = Aemp / (DMP)2; Equação 45________________________________________120
π18 = Amob / (DMP)2; Equação 46 _______________________________________121
π19 =Inrug / DMP. Equação 47 __________________________________________121
),(
),(
21
21
σσρ
XXCov= Equação 48. __________________________________________121
]**)1[(
)(*)(
21
2211
ssn
XXXXr
−
−−=∑ Equação 49. _________________________________121
22
21
s
sF = Equação 50. ________________________________________________123
),,( 21
1*
νναFF = Equação 51. ____________________________________________123
MQD
MQEF = Equação 52. ______________________________________________124
=MQD σσσσ2 Equação 53 _______________________________________________124
21
1
*σ
γ
+−
=∑
K
n
MQE
K
kk
Equação 54. _____________________________________124
)*2(*2
nstMDS = Equação 55. _______________________________________125
π1 = CIF / c Equação 56 _______________________________________________172
π2 = φ / DMP; Equação 57 _____________________________________________172
π3 = CI0 / c; Equação 58 _____________________________________________173
π4 = DPS / DMP; Equação 59 ___________________________________________173
π5 = LI / DMP; Equação 60 ___________________________________________173
π6 = LS / DMP; Equação 61 ___________________________________________173
π7 = P / DMP; Equação 62 _____________________________________________173
π8 =LE / DMP; Equação 63 ___________________________________________174
π9 =HE / DMP; Equação 64 ___________________________________________174
xxiii
π10 = LF / DMP; Equação 65 ___________________________________________174
π11 = CH / DMP; Equação 66 ___________________________________________174
π12 = SH / DMP; Equação 67 ___________________________________________175
π13 =Du / (γ*(DMP)3); Equação 68 _______________________________________175
π14 = (VA*(γ)1/2) / ((c)1/2); Equação 69 ____________________________________175
π15 = Pat / DMP; Equação 70 ___________________________________________175
π16 = (Txc*(γ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 71___________________________175
π17 = Aemp / (DMP)2; Equação 72________________________________________176
π18 = Amob / (DMP)2; Equação 73 _______________________________________176
π19 =Inrug / DMP. Equação 74 __________________________________________176
xxiv
RESUMO
Este trabalho foi desenvolvido no campo experimental da Faculdade de Engenharia
Agrícola da UNICAMP e teve como objetivo avaliar o novo sistema de preparo de solo
Conservacionista em Faixas com "Paraplow" Rotativo, dando ênfase para a aplicação em
sistemas de plantio voltados para agricultura familiar. A avaliação foi dividida em três grupos:
caracterização da ferramenta como conservacionista; caracterização geométrica da faixa bem
preparada; e determinação da configuração operacional ótima para a agricultura familiar.
Foi utilizada a técnica de análise dimensional que através do planejamento
experimental à ela atrelado define o elenco dos principais parâmetros a serem medidos e
importantes para as respectivas determinações, caracterizações e comprovações. Com estes
parâmetros definidos, em um total de vinte e dois parâmetros foram realizados o experimento
em campo em um delineamento experimental totalmente aleatório, onde foi realizado o
experimento com oito tratamentos, onde cada tratamento disposto em uma linha experimental
com cinco pontos de coletas de dados antes, e cinco pontos de coleta de dados após a
passagem da ferramenta. Para este arranjamento foram feitas duas repetições para cada
parâmetro totalizando dezesseis linhas experimentais, perfazendo um total de dez pontos
avaliados para cada tratamento. Com os dados coletados foi possível realizar as análises
através da: estatística descritiva básica, análise dimensional e análise de variância.
Os resultados obtidos demonstram claramente que o “Paraplow” Rotativo é uma
ferramenta de preparo de solo conservacionista. As avaliações operacionais indicam que esta
ferramenta acoplada a um motocultor de 12 cv é adequada a utilização pela agricultura
familiar, tendo capacidades de campo compatíveis com as necessidades das pequenas
propriedades. Comparações entre as metodologias da Análise Dimensional e a Análise de
Variância de uma via simples, demonstram a superioridade da Análise Dimensional em
estudos de dinâmica do solo e avaliações de máquinas de preparo de solo.
Palavras chave: análise dimensional; preparo conservacionista do solo; “paraplow”
rotativo.
xxv
ABSTRACT
This work was developed in the experimental field of Agricultural Engineering College
of State University of Campinas, and it had as objective to evaluate the new system of soil
tillage in strip conservationist with Rotary “Paraplow”, it was given emphasis for the
application in seeding systems appropriate for small farms. The evaluation was divided in
three groups: characterization of tool as conservationist; geometric characterization of strip;
determination of operation configuration for small farms.
It was used the dimensional analysis method for to define the experimental planning, it
having been determined which parameters should be measured. These parameters, in a total of
twenty two, they were arrangement in a experimental design completely random, where they
were realized the experiment with eight treatments, each treatment was allocated in one
experimental strip, with five points of obtaining data, before and after the action of the tool,
for these arrangement were made two repetitions for each parameter, totalizing sixteen
experimental strips, with ten point of obtaining data for each treatment. With these data it was
possible to realize the analysis through: descriptive statistical; dimensional analysis; and
variance analysis.
The results demonstrate that the Rotary “Paraplow” is a tool of soil tillage
conservationist. The evaluations show that this tool coupled with tiller with 12 cv is
appropriated for small farms, it have been compatible field capacity with the needs of small
farms. Comparisons between the methodologies of dimensional analysis and the variance
analysis of one way, showed the superiority of the dimensional analysis in studies of soil
dynamics and evaluations of soil tillage machines.
Key words: dimensional analysis; conservation soil tillage; rotary “paraplow”.
1
1-INTRODUÇÃO
O Agronegócio tem um papel de destaque no panorama econômico, sendo
responsável por cerca de 30% do PIB brasileiro em 2004 (CEPEA, 2005), e a agricultura
familiar é responsável por uma parcela significativa da produção de alimentos no país e
algumas culturas importantes são predominantemente “familiares”. Apesar deste panorama
existem poucas ferramentas, implementos e máquinas adaptadas a este setor da agricultura. A
maioria das propriedades familiares no Brasil é caracterizada por ter uma mecanização ainda
no estágio da potência de tração animal ou humana. Esta situação gera uma defasagem muito
grande entre as pequenas e grandes propriedades, principalmente em relação a eficiência do
trabalho na produção, perfazendo um ciclo onde a agricultura familiar mal consegue produzir
para sua própria subsistência, perdendo a oportunidade de se inserir de modo economicamente
viável nas grandes cadeias produtivas do Agronegócio Brasileiro.
A questão ambiental ganha grande conotação neste contexto já que os agricultores
familiares raramente baseiam seus sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo em técnicas
conservacionistas. Percebe-se a necessidade de resolver o problema da falta de equipamentos
conservacionistas adaptados à agricultura familiar brasileira. A resolução deste problema
passa essencialmente por questões referentes ao sistema de cultivo adotado, sendo que é
primordial a utilização de sistemas conservacionistas, tais como o plantio direto e demais
variações, sempre buscando o equilíbrio entre o custo/benefício econômico/ambiental que
cada sistema pode oferecer para as mais diversas regiões brasileiras.
Este trabalho pretende estudar o novo sistema de preparo de solo Conservacionista
em Faixas com "Paraplow" Rotativo, que tem como principal característica uma boa
preparação subsuperficial da linha de plantio, mantendo a superfície pouco movimentada.
Dessa forma são aliadas as ótimas característica de conservação do solo do Plantio Direto,
com a grande produção alcançada pelo sistema convencional de plantio, este novo sistema
adotará como fonte primária de energia a Tomada de Potência de um Motocultor, que tem uma
eficiência muito maior do que a tradicional potência de tração o que subentende um menor
consumo de combustíveis, poluindo menos o meio ambiente.
A hipótese deste trabalho é a de que o “Paraplow” Rotativo é uma ferramenta de
preparo de solo em faixas, com características conservacionistas apropriado para a agricultura
2
familiar, cujo objetivo é o de preparar adequadamente o solo para receber as sementes, em
uma faixa de plantio com uma pequena largura superficial e grande largura subsuperfícal,
aliando a ação de escarificação do “paraplow” que provoca cisalhamento lateral gerando
fissuras no solo ao redor da linha de ação, com mobilização do solo sem inversão.
Para se provar esta hipótese foi escolhida a metodologia de análise dimensional, que
definiu o planejamento experimental e apoiou a análise dos resultados, os dados coletados se
basearam em três grupos: dados para comprovação da características conservacionistas do
“Paraplow” Rotativo; dados referente a caracterização geométrica da faixa preparada pelo
equipamento; e dados para a determinação da melhor configuração operacional do
equipamento. À titulo de comparação entre as metodologias foi realizada uma análise de
variância com os dados obtidos.
1.1- Objetivos
Os principais objetivos deste trabalho são:
1-Comprovar as características conservacionistas do novo sistema de preparo de solo
com “Paraplow” Rotativo;
2-Caracterizar geometricamente a faixa de plantio produzida pelo “Paraplow"
Rotativo;
3-Determinar a configuração operacional adequada do “Paraplow” Rotativo para a
área estudada. (Rotação, Velocidade de avanço, e Profundidade de trabalho)
4-Comparar a metodologia da análise dimensional para determinação de
características operacionais de ferramentas de preparo de solo em relação a estatística clássica
(Análise de variância de classificação de uma via simples).
3
1.2- Fluxograma do trabalho
Plano de Pesquisa Disciplinas e Revisão
Bibliográfica Qualificação
Dissertação
Metodologia
Caracterização Conservacionista
Comparação Metodologias
avaliação
Caracterização Operacional
Caracterização da Faixa
Planejamento Experimental Treinamento
Equipe de campo Preparo área experimental
Experimento de Campo e Coleta de dados
Processamento e tratamento de dados
Análise de Variância Análise Dimensional Estatística Descritiva
Caracterização Conservacionista
Comparação Metodologias
avaliação
Caracterização Operacional
Caracterização da Faixa
4
2-REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1-Contexto Geral da Agricultura Familiar
Segundo o INCRA/FAO (2000) o universo da agricultura familiar é caracterizado
pelos estabelecimentos que atendem, simultaneamente, às seguintes condições:
1- A direção dos trabalhos do estabelecimento era exercida pelo produtor;
2- o trabalho familiar era superior ao trabalho contratado;
3- Área máxima regional. Essa área máxima regional foi obtida considerando as áreas
dos módulos fiscais municipais, segundo a tabela do INCRA/FAO (2000). Calculou-se a área
de um módulo médio ponderado, segundo o número de municípios em que incide cada área de
módulo fiscal municipal, para cada unidade da federação. A partir desse “módulo médio
ponderado estadual”, foi calculado um módulo médio para cada grande região do país. O
“módulo médio regional” foi multiplicado por 15 para determinação da área máxima regional,
com o que se procurou estabelecer uma aproximação com o que dispõe a legislação, tendo em
vista que o limite máximo legal da média propriedade é de 15 módulos fiscais (ver Tabela 136
em anexo).
Para efeito de classificação da propriedade rural, INCRA/FAO (2000) citado por
PORTELA (2001) ficam definidos os seguintes conceitos: Minifúndio: propriedade rural
menor que o módulo fiscal; Pequena propriedade: área entre 1 e 4 módulos fiscais; Média
propriedade: área entre 4 e 15 módulos fiscais; Grande propriedade: área superior a 15
módulos fiscais.
Para a agricultura familiar um módulo fiscal é um imóvel rural “que direta e
pessoalmente explorado pelo agricultor e sua família, lhes absorva toda a força de trabalho,
garantindo-lhes a subsistência e o progresso social e econômico, com área máxima fixada para
cada região e tipo de exploração, e eventualmente trabalho com ajuda de terceiros” PORTELA
(2001)
O tamanho das pequenas propriedades rurais é considerado diferente dependendo do
país. O tamanho médio de uma propriedade rural na Ásia é de cerca de 1 ha (KOKUZEISHA,
1995), o que incluí a China (1,1 ha) Japão (1,4 ha), Índia (0,8 ha) e Coréia do Sul ( 0,5 ha).
Portanto nestes países as propriedades são tipicamente pequenas. Enquanto que nos EUA o
5
tamanho médio é de cerca de 160 ha, que é considerado uma típica propriedade grande. No
Brasil as dimensões das propriedades rurais variam muito.
A área média dos estabelecimentos familiares é muito inferior à dos patronais,
apresentando também uma grande variação entre as regiões. A área média dos
estabelecimentos familiares no Brasil é de 26 ha, Gráfico 1, enquanto que a patronal é de 433
ha, Gráfico 2 (INCRA/FAO, 2000).
Gráfico 1. Área média da agricultura familiar (INCRA/FAO, 2000).
A área média dos estabelecimentos familiares e patronais tem uma relação entre as
regiões, a qual está relacionada ao processo histórico de ocupação da terra. Nas regiões onde
os agricultores patronais apresentam as maiores áreas médias, o mesmo acontece entre os
familiares. Enquanto a área média entre os familiares do Nordeste é de 16,6 ha, no Centro-
Oeste é de 84,5 ha (INCRA/FAO, 2000).
Entre os patronais, com uma média de 433 ha para o Brasil, na região Centro-Oeste a
média chega a 1.324 ha, encontrando-se na região Sudeste a menor área entre a dos patronais,
com 223 ha por estabelecimento (INCRA/FAO, 2000).
17
84
57
3021 26
NE CO N SE S BR
Em
ha
6
Gráfico 2. Área média da agricultura patronal (INCRA/FAO, 2000).
A Tabela 1 apresenta as principais diferenças entre a agricultura familiar e a patronal
ZARONE (2004).
Tabela 1. Diferenças entre a agricultura familiar e a patronal (ZARONI, 2004). Variáveis Agricultura Familiar Agricultura Patronal Objetivo da produção Reprodução da família Máximo Lucro Origem da força de trabalho Familiar Assalariado Tecnologia Baixo uso de capital Alto uso de capital Destino da produção Parcialmente mercantil Mercantil Produto líquido Renda familiar Lucro Adaptada de ZARONI (2004).
Do total de terras passíveis de serem cultivadas cerca de 353,6 milhões há, a área
cultivada foi de 172 milhões ha ( lavouras perenes, temporárias, e em descanso; pastagens
plantadas; florestas plantadas; áreas produtivas mas não utilizadas ), com uma utilização de
apenas 48,7% ( apenas um ciclo de cultura por ano) (IBGE, 1996). Na Ásia a utilização é de
mais 100%, na China é de 160%. Para efeito de análise as propriedades rurais do Brasil foram
divididas em dois grupos ( pequenas e grandes propriedades), sendo que neste trabalho serão
consideradas pequenas propriedades aquelas onde a agricultura familiar preferencialmente
ocorre com áreas menores que 26 ha, e o grupo das grandes propriedades com mais de 26 ha
de área cultiváveis. Segundo dados estatísticos 85 % das propriedades rurais são pertencente a
categoria de pequenas propriedades rurais com uma utilização de 56,8% das áreas cultiváveis
269
1.324
1.008
223 283433
NE CO N SE S BR
Em
ha
7
(IBGE, 1996), sendo que ocupam apenas 30% do total de áreas cultivadas. A utilização média
de área das grandes propriedades é de 40,6% das áreas cultiváveis (IBGE, 1996), sendo que
detêm cerca de 70% da área total cultivada e 11% do número de propriedades (INCRA/FAO,
2000), conforme mostra a Tabela 2.
Tabela 2. Brasil – Números de Estabelecimentos, área, valor bruto da produção (VBP) e financiamento total (FT).
CATEGORIAS Estab. Total
% Estab. s/ total
Área Tot. (mil ha)
% Área s/ total
VBP (mil R$)
% VBP s/ total
FT (mil R$)
% FT s/ total
FAMILIAR 4.139.369 85,2 107.768 30,5 18.117.725 37,9 937.828 25,3
PATRONAL 554.501 11,4 240.042 67,9 29.139.850 61,0 2.735.276 73,8
Inst. Pia/Relig. 7.143 0,2 263 0,1 72.327 0,1 2.716 0,1
Entid. pública 158.719 3,2 5.530 1,5 465.608 1,0 31.280 0,8
Não identificado 132 0,0 8 0,0 959 0,0 12 0,0
TOTAL 4.859.864 100,0 353.611 100,0 47.796.469 100,0 3.707.112 100,0 Fonte: Censo Agropecuário 1995/96 – IBGE Elaboração: Projeto de Cooperação Técnica INCRA/FAO (2000)
Para GUANZIROLI et al. (2001) citado por SACHS (2001) o lançamento do
Programa de Fortalecimento da Agricultura Familiar (PRONAF) para amparar a agricultura
familiar, embora encontre dificuldades práticas de implementação, sinaliza pela primeira vez a
preocupação dos poderes públicos, com esse tipo de agricultura, rompendo com a prática do
apoio exclusivo à agricultura patronal e ao “Agribusiness” considerados como o único
caminho viável de modernização para a agricultura brasileira. “Por outro lado, uma parcela
significativa da agricultura familiar já é, ou poderá ser economicamente viável se for
devidamente consolidada por políticas de crédito, extensão rural, pesquisa tecnológica e
acesso aos mercados” KOCHANOWICZ (1999) citado por ZARONI (2004).
Associada à elevada concentração da terra há uma imensa desigualdade no acesso à
renda. De acordo com os dados do Censo Demográfico de 2000 (IBGE, 2003), cinco milhões
de famílias rurais vivem com menos de dois salários mínimos mensais – cifra esta que, com
pequenas variações, é encontrada em todas as regiões do país. É no meio rural brasileiro que
se encontram os maiores índices de mortalidade infantil, de incidência de endemias, de
insalubridade, de analfabetismo. Essa enorme pobreza decorre das restrições ao acesso aos
8
bens e serviços indispensáveis à reprodução biológica e social, à fruição dos confortos
proporcionados pelo grau de desenvolvimento da nossa sociedade (MDA, 2004).
Os pobres do campo são pobres porque não têm acesso à terra suficiente e políticas
agrícolas adequadas para gerar uma produção apta a satisfazer as necessidades próprias e de
suas famílias (MDA, 2004).
O número de pequenas propriedades cresceu para 4,1 milhões (INCRA, 2004),
conforme Tabela 3 . Nota-se também que mais 27,3% da população brasileira não tem renda
suficiente para garantir uma alimentação satisfatória, US$ 15,00 de renda per capita, cerca de
46 milhões de pessoas vivem no abaixo do limite da fome, (IBGE, 2003) o que é inacreditável
para um país que tem mais de 50% de terras cultiváveis não aproveitadas, ou inadequadamente
cultivadas (IBGE, 1996). Em vista da pouca utilização da terra na pequena propriedade rural (
cerca de 57% ), aumentar a produção pelo aumento da utilização da terra, através de uma
efetiva mecanização é um dos pontos chave para resolver o problema social da fome. Se as
pequenas propriedades aumentassem sua utilização da terra para 100% , pode-se considera que
a área de produção agrícola do Brasil, considerando que agricultura familiar ocupa 30% da
área total de terras passíveis de serem cultivadas no Brasil, aumentaria em de 50 milhões há, o
que geraria um acréscimo de 4 a 6 milhões de famílias inclusas no trabalho rural, o que
diminuiria substancialmente o problema social do Brasil, e dobraria a produção dos alimentos
produzidos pela agricultura familiar, além de com este acréscimo da área de produção no país,
se aumentaria o mercado para as indústrias de equipamentos agrícolas, e serviços
relacionados, diminuindo o desemprego no setor industrial.
Tabela 3. Agricultura Familiares – Número de Estabelecimentos, área, VBP e financiamento total segundo as regiões
REGIÃO Estab. Total
% Estab. s/ total
Área Total (Em ha)
% Área s/ total
VBP (mil R$)
% VBP s/ total
FT (mil R$)
% FT s/ total
Nordeste 2.055.157 88,3 34.043.218 43,5 3.026.897 43,0 133.973 26,8
Centro-Oeste 162.062 66,8 13.691.311 12,6 1.122.696 16,3 94.058 12,7
Norte 380.895 85,4 21.860.960 37,5 1.352.656 58,3 50.123 38,6
Sudeste 633.620 75,3 18.744.730 29,2 4.039.483 24,4 143.812 12,6
Sul 907.635 90,5 19.428.230 43,8 8.575.993 57,1 515.862 43,3
BRASIL 4.139.369 85,2 107.768.450 30,5 18.117.725 37,9 937.828 25,3 Fonte: Censo Agropecuário 1995/96 – IBGE Elaboração: Projeto de Cooperação Técnica INCRA/FAO (2000) VBP: Valor Bruto da Produção
9
Sendo realmente realizada uma Reforma Agrária no Brasil, boa parte das terras
cultiváveis do País estariam sendo exploradas, criando mais riquezas para a nação. E haveria
uma “movimentação das terras” gerando um grande fluxo de capitais e a criação de empregos
diretos e indiretos na zona rural. O que seria ótimo para reduzir o grande aglomerado
encontrado nos grandes centros urbanos. (PORTELA, 2001).
Com o surgimento de empregos nas cidades e no campo, haverá um maior mercado
consumidor. Outra conseqüência que surgirá facilmente com a Reforma Agrária será uma
grande produção de alimentos, que atingirá uma auto-suficiência do mercado interno e uma
produção de excedentes que se destinará à exportação. E com uma produção totalmente
mecanizada, ela tenderá a chegar em um menor custo de produção, implicando em menor
custo de vida em se tratando de Alimentação (PORTELA 2001)
A maioria das pequenas propriedades do Brasil, não são realmente pequenas se
comparadas com as pequenas propriedades na Ásia ( média de 1 ha), portanto a mecanização
agrícola usada nos países da Ásia, não pode ser diretamente utilizada pelo Brasil, pois as
pequenas propriedades enfatizam a produção de cereais como milho, arroz sequeiro, soja e
feijão em sistemas de cultivo convencionais, enquanto que nos países da Ásia predomina a
produção de arroz irrigado por alagamento, com exceção do nordeste da China onde cereais
são produzidos como no Centro-oeste brasileiro. Neste cenário percebe-se que os critérios de
mecanização devem ser completamente diferentes, daqueles utilizados por outras partes do
mundo onde existe agricultura familiar, assim como em relação às grandes propriedades
brasileiras.
10
2.2-Conceitos Básicos de Mecanização
O termo mecanização agrícola é geralmente usado como uma descrição global da
aplicação de ferramentas, implementos, máquinas e potência mecânica (humana, animal ou
motomecanizada) na agricultura (CLARKE, 1997). Existem três formas de prover energia
para a utilização de ferramentas, implementos e máquinas : potência manual (humana);
potência animal; e potência motorizada (CLARKE, 1997). Segundo MIALHE (1974) máquina
é definido como conjunto de órgão, constrangidos em seus movimentos por obstáculos fixos e
de resistência suficiente para transformar energia e transmitir os efeitos de forças, tendo os
órgãos movimento relativos entre si; implemento é definido como conjunto de órgãos
constrangidos que não apresentam movimentos relativos, nem capacidade de transformar
energia, seu único movimento é o deslocamento, normalmente imprimido por uma máquina
tratora; ferramenta é definida como implemento em sua forma mais simples, constituindo
orgão ativo de outro implemento ou máquina.
A escolha da forma de energia e subsequente uso apropriado da mecanização tem um
direto e significativo efeito no nível de produção agrícola alcançável, na viabilidade da
propriedade e na preservação do meio ambiente (CLARKE, 1997).
Conceitos errados e seleção inapropriada de certos meios de mecanização
(principalmente tratores e máquinas pesadas) tem, em muitas partes do mundo, levado a
pesadas perdas financeiras, baixas produções agrícolas, assim como à degradação ambiental
(CLARKE,1997).
Apesar dos altos custos e grande especialização a mecanização é apenas um dos meios
de produção necessários para a agricultura, assim como fertilizantes, sementes, defensivos
químicos (CLARKE, 1997).
O tipo e grau de mecanização deve ser decidido pelo produtor para melhor se adequar
ao seu negócio, e em suas circunstâncias particulares, a escolha dos métodos adequados será
apenas uma, das muitas escolhas que o agricultor deve fazer, as decisões em se mecanizar, e
como mecanizar são freqüentemente complexas, e envolvem questões econômicas e
ambientais (CLARKE, 1997).
11
Muitos fatores tem contribuído para a mecanização da agricultura: redução do desgaste
humano; aumento da produtividade; necessidade de reduzir picos de demanda de trabalho; e
melhoria na pontualidade das operações (SRIVASTAVA, 1993).
Segundo BARRACLOUGH (1995) o homem começou no Oriente Próximo
(Afeganistão, Síria, Iraque, Turquia, etc) a agricultura, aproximadamente em 9000 a.C., com o
plantio de cereais (trigo, cevada, ervilhas), nesta época o homem cultivava o solo para o
plantio com galhos de árvores tracionados por ele mesmo (SILVEIRA, 2001), pode-se dizer
que era o início da mecanização através de ferramentas e potência humana. Aproximadamente
em 5000 a.C., na Ásia e Oriente Próximo, o homem começou a utilizar arados rudimentares e
tração animal (BARRACLOUGH, 1995), era o início da mecanização por implementos e
potência animal. Em 1830 foram desenvolvidas as segadoras para facilitar a colheita, era o
início da mecanização por máquinas, ainda com potência animal (BORÉM, 2000). Em 1858 a
potência mecânica proveniente de motores tornou-se a fonte primária de energia com o
desenvolvimento do motor a vapor, era o início da motomecanização (SRIVASTAVA, 1993).
Em 1930 os motores diesel de alta compressão foram adotados pela primeira vez em um trator,
tornando-se muito populares (SRIVASTAVA, 1993). Em 1980 iniciou-se as pesquisas em
agricultura de precisão (BORÉM, 2000). Estas pesquisas levaram a automação dos sistemas
agrícolas autopropelidos, atualmente o estado da arte em mecanização agrícola.
O principal efeito social da mecanização foi a diminuição da necessidade de mão de
obra no campo. Investigações feitas por CHANG (1963), mostram que para se preparar 1 ha
de solo, usando potência humana, com uma enxada, é necessário 50 dias ( trabalhando 8 horas
por dia); usando potência animal, com um arado de aiveca, mais uma grade de dentes,
necessita-se de 10 dias, mas um animal trabalhando precisa de alimento (0,5 - 1 ha de pasto);
usando-se um micro-trator de 12 cv, com uma enxada rotativa de 60 cm de largura, no
máximo tem-se um dia de trabalho.
Segundo SRIVASTAVA (1993) a mecanização agrícola pode ser resumida em energia
e capital. O custo da energia e a disponibilidade de capital para comprar máquinas determinam
o nível de mecanização de uma sociedade.
Segundo SILVEIRA (2001) a mecanização na agricultura pode ter os seguintes níveis:
12
M0: Nível zero. Denominado grau de forma original de trabalho, consiste em
operações que o homem executa sem nenhuma ferramenta, implemento ou máquina. Esforço
muito grande, produtividade muito pequena.
M1: Primeiro nível. Denominado primário, consiste nos trabalhos que o homem
executa com auxílio de ferramentas ou máquinas de acionamento manual. Esforço grande,
produtividade pequena.
M2: Segundo nível. Denominado animal, consiste nos trabalhos que o homem
executa com ferramentas, implementos e máquinas cuja energia provem de animais. Esforço
humano pequeno, esforço do animal grande, produtividade média.
M3: Terceiro nível. Denominado mecanização preliminar, consiste em trabalhos
executados por máquinas cuja força motriz é proveniente de motores, mas são tracionadas por
potência animal. Esforço humano pequeno, esforço animal pequeno, produtividade grande.
M4: Quarto nível. Denominado motorização, consiste nos trabalhos realizados por
sistemas autopropelidos (tratores), acoplados a diversos implementos. Esforço mínimo,
produtividade muito grande.
M5: Quinto nível. Denominado automação, consiste nos trabalhos realizados por
sistemas autopropelidos, máquinas ou instalações conjugados com dispositivos automáticos.
Esforço nenhum, produtividade muito grande.
Atualmente para estudar mecanização agrícola é preciso dividi-la em diversos grupos,
formados por sistemas. Segundo SILVEIRA (2001), estes grupos são: sistemas de preparo de
solo; sistema aplicadores de corretivos; sistemas de limpeza; sistemas de semeadura, plantio e
transplante, sistemas de adubação; sistemas de cultivo; sistemas de aplicação de defensivos;
sistemas de colheita; e sistemas de transporte.
A mecanização agrícola consiste num dos fatores fundamentais de viabilização
econômica da maioria das explorações, e a busca da eficiência do sistema envolve diversas
ações que se resumem na redução do custo com aumento da produção (PRADO, 2002).
Segundo RIBEIRO (1997) otimizar o desempenho de máquinas agrícolas,
principalmente as de preparo de solo, é fator fundamental para a redução dos custos de
produção da agricultura.
13
2.3-Panorama da Mecanização na Agricultura Familiar
Segundo MDA (2004) a tecnologia é concebida para favorecer o monocultivo em
grandes extensões de terra, em solos relativamente planos e de boa fertilidade, as quais estão,
em sua maioria, em poder de unidades de grande porte. Os “pacotes tecnológicos” que
obedecem a essa orientação são, no geral, caros e exigem, para seu correto uso,
estabelecimentos devidamente capitalizados. Isto os torna inacessíveis aos agricultores de
reduzido poder econômico (assentados, agricultores familiares), ou por falta de capital de
custeio ou pelo justificado temor de assumir riscos acima da sua capacidade de reter a terra em
caso de quebra de safra .
As grandes propriedades brasileiras podem seguir os padrões norte-americanos de
mecanização agrícola (MACIEL (2004), Convênio FEAGRI/FINEP 3158).
Geralmente, devido ao tamanho das pequenas propriedades, o pequeno agricultor fica
sem condições de investir na mecanização de suas lavouras, porque não seria muito vantajoso,
pelo tamanho do investimento em uma área tão pequena (PORTELA, 2001)
O estudo Novo Retrato da Agricultura Familiar – O Brasil Redescoberto, realizado
pelo Incra e FAO em 2000, indica que o percentual de mecanização nos estabelecimentos
familiares é muito baixo. Cerca de 50% utilizam apenas força braçal nos trabalhos agrários,
23% utilizam tração animal e somente 27% usam tração mecânica ou mecânica e animal
(INCRA/FAO 2000). Apesar disso, 83% das unidades têm condições de receber mecanização
são planas e sem pedras (SENADO FEDERAL BRASILEIRO, 2005).
Neste trabalho será dividida a mecanização da agricultura familiar em três grande
grupos como recomenda FAO (1997): Potência humana; Potência animal; e Potência motora.
A Potência humana utilizada na mecanização é dispendida através de ferramentas
manuais por meio de tarefas que realizam um trabalho.
Segundo GONZAGA (2004), tarefa corresponde a um conjunto de objetivos atribuídos
aos trabalhadores e a um conjunto de prescrições. A tarefa integra a definição de modos
operatórios, as instruções, as regras de segurança, a prescrição das características do
dispositivo técnico, do produto a transformar, ou do serviço a prestar. A tarefa é um princípio
que define o trabalho com relação ao tempo, define métodos de gestão que determinam a
produtividade dos operadores e as ferramentas de produção, e muitas vezes não considera as
14
especificidades dos trabalhadores. Segundo ABRAHÃO (1997), o trabalho prescrito
pressupõe a definição prévia das tarefas necessárias.
Segundo FAO (2001), existem numerosos tipos de ferramentas manuais, sendo que
sofrem fortes influências nacionais e regionais para uma tipo particular de ferramenta, forma,
cabos, e empunhaduras. Para selecionar uma ferramenta para operações agrícolas é importante
considerar o ambiente todo da propriedade e os sistema agrícola a que se insere, além dos
ferramentas já existentes. Neste contexto as considerações essenciais para a seleção de
ferramentas manuais são: função; requerimento energético; produtividade; custo e vida útil;
requerimento do serviço; e aspectos da cultura.
A produtividade média de algumas ferramentas manuais mais comuns segundo FAO
(2001) são:
1- Enxadas para:
Preparo do solo: 300 horas/ha/pessoa.
Plantio: 80 horas/ha/pessoa.
Cultivo: 140 horas/ha/pessoa.
Entre linhas: 65 horas/ha/pessoa.
2- Foices para:
Colheita: 210 horas/ton/pessoa.
Limpeza de área: 100 horas/ha/pessoa.
As principais especificações para ferramentas manuais determinadas e padronizadas
pela FAO (2001) são: forma básica, dimensões e peso; especificações do material; tratamento
térmico; detalhes construtivos; tratamento preservativo; teste de esforço; e marcações.
Mundialmente as ferramentas manuais mais comuns são: Enxadas; Picaretas; pás;
garfos; facões; foices; machados; e ferramentas de afiação (FAO, 2001).
As enxadas podem ter diversas formas, tamanhos e pesos, dependendo de sua principal
utilização, variando de país para país. Podem ser utilizadas para preparo primário do solo e
para cultivo de área ou entre linhas; as picaretas são comumente usadas para preparo inicial do
solo, tem uma borda cortante usada para cortar raízes, e outra perfurante para preparo primário
do solo, em situações de solo muito compactado; existem pás que são primariamente
ferramentas de cavar, ao passo que outras que são usadas para movimentar solo solto, ou
materiais inconsolidados por pequenas distâncias, além de garfos que tem a função de mover
15
materiais emaranhados ou relativamentes soltos; os facões são usados para trabalhos de corte,
incluindo limpeza de áreas e colheita; as foices são usadas para colheita de cereais ou outras
culturas que tenham áreas largas e homogêneas, como plantios de forragens e palhas, além de
serem utilizadas para limpeza de áreas infestadas por arbustos; os machados podem ser usados
para corte de madeira, para manufatura de cabos para outras ferramentas manuais agrícolas,
para abertura de clareiras em matas, para obtenção de combustível (lenha) ; as ferramentas de
afiação são usadas para afiar as outras ferramentas manuais agrícolas, contituem-se nas limas
de diversos formatos, pedras de afiar sintéticas, e pedras pomes naturais (FAO, 2001).
Além das ferramentas manuais agrícolas básicas, existem máquinas que utilizam
potência humana, como os pulverizadores de defensivos agrícolas costais, e de empurrar
(IAPAR, 2003).
A potência animal é utilizada mediante a aplicação de força animal para transporte,
tração de implementos e máquinas, e para movimentar máquinas estacionária. Segundo
SILVEIRA (2001), no Brasil os animais mais usuais são os bois, os burros, e os cavalos, além
de que segundo PEREIRA (2000) tem tomado início a utilização de búfalos, principalmente
na região norte, pois a tração animal com búfalos tem sido utilizada em todo o mundo, e esta
espécie tem apresentado elevada capacidade no transporte de pessoas e carroças, (Nascimento
& MouraCarvalho, 1993, citado por PEREIRA, 2000).
A mecanização com tração animal substitui com vantagens o trabalho manual com
ferramentas agrícolas manuais (SILVERIA, 2001).
A tração animal eleva a capacidade de utilização da mão-de-obra na pequena propriedade,
fazendo melhor aproveitamento das áreas encapoeiradas, aumentando a área cultivada,
diminuindo os custos e elevando a produtividade, (PEREIRA, 2000).
A potência dos animais é uma fonte renovável e sustentável de energia para a agricultura e
transporte STARKEY e SIMS2003.
Segundo GAZZOLA (1989), a tração animal é a solução técnica e econômica
recomendável para aumentar a produtividade do trabalho do agricultor, quando comparada
com a tração mecânica nas seguintes situações: solos com topografia irregular;
estabelecimentos agrícolas situados em regiões desprovidas de assistência técnica, peças,
manutenção e com dificuldades para abastecimento de combustível; em pequenas propriedade
16
rurais, cuja economia é incompatível com o alto preço das máquinas movidas a motor e
combustível.
Segundo WALL (1993) citado por FAGANELLO (2002), na América Latina, a pequena
unidade produtiva caracteriza-se pela escassez de capital. Essa situação é agravada pela
pequena extensão da propriedade rural, que é limitante, como capital terra, para garantia de
acesso ao crédito disponível. Nesse tipo de unidade produtiva, a utilização de animais como
fonte de potência é de relevante importância e, historicamente, mais usual, quer para esforço
tratório quer para transporte de carga no dorso, em razão da adaptabilidade e da facilidade de
trabalho em áreas de topografia acidentada (CASÃO JR. et al., 1997).
As máquinas e implementos movidos a tração animal foram introduzidas pelos
imigrantes europeus, principalmente alemães, italianos, e norte-americanos, muitos
equipamentos brasileiros foram originalmente copiados de equipamentos importados, mas
desconsiderando os principais parâmetros de projeto inerentes a cada implemento ou máquina,
bem como as diferentes condições climáticas e pedológicas existentes no Brasil, resultando
numa sensível queda de eficiência GAZZOLA (1989).
Segundo REIS (1983) citado por GAZZOLA (1989), os implementos à tração animal
mais difundidos no Brasil são: o arado de aiveca fixo ou reversível; a grade de dentes fixos; a
semeadora e ou adubadora; e o cultivador de cinco enxadas, além das carroças, carretas e
carros de bois. No caso de bois os implementos e máquinas de tração animal são acoplados ao
animal através da canga feito de madeira e couro colocado sobre o pescoço do animal, tem
distintos tamanhos de acordo com o animal e os diferentes requerimentos de trabalho em
campo, ou para transporte, para proteger o peito dos animais tem-se capas de couro e cordas,
que possibilitam maior conforto para o mesmo, além de possibilitar que os animais exerçam
sua potência efetivamente, essenciais também são os arreios constituídos de cordas ou tiras de
couro que perfazem o sistema de controle e condução do animal, além de cordas ou correntes
ligando a canga e o implemento, que transmitem a tração, STARKEY e SIMS (2003). No caso
de burro e cavalos tem-se a coalheira que é um arreamento de couro colocado em volta do
pescoço do animal, tem-se também a lombeira que é outro apetrecho de couro colocado sobre
o lombo do animal, existem cordas que ligam a coalheira, a lombeira e o balancim que é uma
haste de madeira e ferro onde são fixados ganchos que ligam o sistema de arreio do animal ao
balancim, além de um gancho central que liga o balancim ao implemento (VOLPATO, 2001).
17
O arado de aiveca consiste num chassi de madeira onde são alocados as aivecas
metálicas, sua função é cortar e inverter a leiva de solo; a grade de dentes consiste num chassi
horizontal triangular onde são presos os dentes metálicos que tem com função quebrar os
torrões e nivelar o solo por onde passou um arado; o cultivador consiste em um quadro de
madeira onde são afixadas os cultivadores, para cultivo entre linhas de plantio; as semeadoras
são constituídas de um chassi central onde são afixados os sistemas de adubação e semeadura
(STARKEY, 2003)
Em 1985 o Instituto Agronômico do Paraná (IAPAR) desenvolveu vários protótipos de
semeadoras de plantio direto de tração animal, além de rolo-facas para manejo de cobertura
vegetal RIBEIRO (2002), visando o cultivo conservacionista.
A Faculdade de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas, iniciou
pesquisas sobre a mecanização da pequena propriedade em 1986, com tração animal, onde um
sistema de barra de tração com menor peso, e cinco unidades de implementos com menor
resistência a tração foram desenvolvidos, os trabalhos resultaram em várias publicações e
apresentações ( CHANG, 1989, 1990, 1991, 1994, 1997, 1998), e patentes ( PI 8905034-7).
Estas unidades desenvolvidas podem ser aplicadas tanto em grandes como em pequenas
propriedades, bastando unir várias unidades, pois são modulares.
A capacidade de uma animal desenvolver esforço tratório relaciona-se com a espécie e
com a velocidade, sendo o fator determinante seu peso vivo (MIALHE, 1980), citado por
GAZZOLA (1983). Sob trabalho contínuo a capacidade de tração usualmente é estabelecida
entre 1/8 a 1/10 do peso do animal (GAZZOLA, 1989). De um modo geral os bovinos
desenvolvem um maior esforço tratório a baixas velocidades, enquanto os eqüinos e muares
trabalham a velocidades médias maiores, porém desenvolvem menor esforço de tração
(MIALHE, 1980) citado por GAZZOLA (1989). Segundo CHANG (1990), a jornada de
trabalho dos animais varia de 6 a 8 horas para serviços que exigem esforço compatível com o
peso vivo e com a alimentação fornecida, sob condições severas, reduz-se para cerca de 3 a 4
horas, a tração máxima está em torno da metade do peso do animal, mas condicionada a
períodos curtos de trabalho, para esforços instantâneos pode-se atingir um pico de magnitude
igual ao peso do animal, sendo que os animais empregados para tração de máquinas e
implementos agrícolas devem possuir peso próximo a 5000 N ou mais.
18
A profundidade de trabalho é um dos fatores que influenciam o esforço de tração,
exigindo muitas vezes o atrelamento de animais, formando “juntas”, causando perda de
eficiência em relação ao esforço de um animal apenas (RESENDE, 1985, citado por
GAZZOLA, 1989).
A velocidade média de trabalho do animal depende da sua raça e das condições de
trabalho (GAZZOLA, 1989). Os bovinos desenvolvem um velocidade média de 0,6 a 0,8 m/s;
os burros e mulas entre 0,5 a 0,8 m/s; e os cavalos em torno de 1 m/s (SILVEIRA, 2001).
Segundo CHANG (1990), os cavalos desenvolvem uma potência média de 1 cv; os bovinos
0,75 cv; as vacas 0,45 cv; mulas 0,7 cv; burros 0,35 cv; e búfalos 0,93 cv, sendo que o
parâmetros mais importantes são a velocidade, o número de horas diárias de trabalho.
Segundo MIALHE (1996), a utilização da potência motora se realiza através da
conversão de energia por algum tipo de máquina, constituindo um sistema motomecanizado
formado pelo acoplamento de uma máquina motora e uma ou mais máquinas movidas.
Segundo MIALHE (1974), denomina-se sistema motomecanizado agrícola um
conjunto de tratores, máquinas e implementos agrícolas cuja atividade, técnica e
economicamente organizada visam a prestação de serviços.
Máquinas e implementos já foram definidos, quanto aos tratores SILVEIRA (2001) os
definem da seguinte forma, “são unidades móveis de potência, formados por um motor; um
sistema de transmissão; um sistema de direção; um sistema de locomoção; e sistemas
fornecedores de potência (barra de tração, Tomada de força, levante hidráulico e sistema de
controle remoto)”.
A palavra trator foi pela primeira vez usada na Inglaterra em 1856, vem do inglês
“traction engine” como contratação das palavras “traction” e “motor”, formando “tractor”
(LILJEDAHL, et al., 1989).
Segundo ANFAVEA (1999), os tratores podem ser classificados em: leves (até 49 cv);
médios (entre 50 e 99 cv); e pesados (acima de 100 cv). SILVEIRA (2001), descreve outra
classificação mais delimitada: pequenos (até 27 cv); leves ( de 28 a 49 cv); médios (de 50 a 58
cv); semi-pesados (de 58 a 100 cv); pesados ( de 100 a 165 cv); e super-pesados (acima de 165
cv).
Os tipos de tratores mais comuns existentes no Brasil são: Motocultores; microtratores;
trator convencional de rodas; trator convencional de rodas com tração dianteira assistida;
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tratores com tração nas quatro rodas; tratores florestais; trator pulverizador; trator de esteiras
(SILVEIRA, 2001).
Segundo SILVEIRA (2001) os motocultores são também conhecidos como cavalos-
mecânicos, ou mulas-mecânicas. Eles são constituídos por um motor sobre um eixo com duas
rodas motrizes, e uma ou duas rodas guias, são guiados por dois guidões, são indicados para
pequenas propriedades, ou em terrenos declivosos, nos motocultores o operador vai em atrás
da máquina andando, tem potências variando de 6 a 27 cv; Os microtratores são formados
pelos tratores de jardim e pelos tratores agrícolas pequenos. Os tratores de jardim tem
estrutura semelhante aos motocultores com 4 rodas, mas possuem dimensões reduzidas com
potências entre 6 e 30 cv, os tratores agrícolas pequenos são tratores de pequeno porte,
indicados para uso hortícula, em fruticultura e oleicultura, tem potência variando de 14 a 26
cv; o trator convencional de rodas é projetado para executar as operações próprias da
agricultura, preparo de solo, plantio, cultivo, pulverizações, colheita, transporte, e
acionamento de máquinas estacionárias, constituem-se de um motor com potência variando de
36 a 105 cv, transmissão adaptável ao regime de trabalho, sistema de engate três pontos, barra
de tração, sistema de levante hidráulico, tomada de potência, sistema de controle remoto,
sistema de direção convencional por cremalheira, ou hidráulica, as rodas traseiras são motrizes
e maiores que as rodas dianteiras responsáveis pela direção, a distribuição de peso entre eixos
é 30% dianteiro e 70 % traseiro; o trator convencional de rodas com tração dianteira tem todos
os atributos do anterior somados a tração assistida dianteira, em que a potência do motor é
distribuída para uma transmissão dianteira, as rodas dianteiras são de menor diâmetro que as
traseiras, mas são maiores que nos tratores convencionais, além terem desenho semelhante as
rodas motrizes a distribuição de peso entre eixos é na média entre 45% dianteiro e 55%
traseiro, as potências variam de 14 até 240 cv; os tratores com tração nas quatro rodas tem
potências acima de 200 cv, tem todos os atributos dos tratores convencionais, os diâmetros das
rodas e pesos entre eixos são iguais, existem tratores 4x4 com chassi rígido e com chassi
articulado; os tratores florestais constituem em uma categoria especial cuja aplicação se
restringe a retirada de madeira derrubada e ou processadas de florestas artificiais, para um
local de acesso de caminhões para o transporte para a indústria, os tratores florestais são
formados por duas partes articulados hidraulicamente, este tipo de articulação permite que se
adapte a qualquer tipo de terreno, ambas possuem tração independente, sistema direcional e de
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oscilações próprios, assim todas as rodas do trator são mantidas permanentemente em contato
com o solo; tratores pulverizadores, tratam-se de um conjunto integrado de sistemas,
constituídos de veículo, tanque de defensivos, barra de pulverização, sistema de pulverização e
hidráulico; o trator de esteiras tem todos os atributos dos tratores convencionais, diferindo
essencialmente pelo rodado que é constituído por duas rodas motoras dentadas, duas ou mais
rodas guias dentadas, e várias rodas guias lisas e duas correntes de sapatas, formadas por pinos
e buchas dispostos transversalmente denominadas colares. As rodas dentadas transferem
movimento aos colares que rolam cravados no sol, apoiados por chapas de aço denominadas
sapatas, o conjunto colar e sapata é denominado esteira, os tratores de esteira são aplicados em
trabalhos que exigem grande força de tração, segundo (STONE e GULVIN, 1976) a potência
varia de 15 até mais de 600 cv
Devido as características das propriedades da agricultura familiar (pequena área,
poucos recursos financeiros) os sistemas motomecanizados ideais são aquele formados por
motocultores e ou microtratores aliados à máquinas e implementos de grande eficiência.
Em 1920 a indústria SHAW nos Estados Unidos da América já construía tratores de
jardim, sendo construídos com motores e partes de motocicletas, em 1938 nos Estados Unidos
da América, foi desenvolvido o Speedx Modelo B projetado e construído por Harold Pond,
sedimentando o conceito de trator agrícola pequeno, tinha motor refrigerado a ar, sistema de
transmissão automotivo, eixos, rodas e pneus adaptados para uso agrícola ( CABIN, 2005).
Segundo ICEPA (2002), no Brasil os principais implementos e máquinas disponíveis para
microtratores e motocultivadores são: arado de aivecas; enxadas rotativas; rotoencanteirador,
pulverizadores e carretas. A LAVRALE (2005) tem um porta-fólio de equipamentos que
abrangem também: arados de discos, cultivadores, distribuidor centrífugo; semeadoras;
retroescavadora; e grade adubadora. A KNAPIK (2005) tem semeadoras. A DMB (2005) tem
sulcadores, e sulcadores adubadores para plantio de cana.
A EMBRAPA Trigo em parceira com SFIL (empresa privada) desenvolveu a
SEMBRA 2000 que é uma semeadora autopropelida que se diferencia das demais semeadoras
projetadas para pequenas unidades produtivas (Agricultura Familiar) e caracteriza-se por
possuir fonte de potência mecânica e sistema de transmissão por tração própria, em
substituição à tração animal, o desenvolvimento da semeadora foi norteado pelos seguintes
princípios: substituir a fonte de energia animal por fonte de energia motomecanizada;
21
disponibilizar, na semeadora, tecnologia moderna para dosagem e deposição de sementes e de
fertilizantes no solo e para abertura e fechamento de sulco; simplicidade, rusticidade e
versatilidade para semear várias espécies; e potencialidade para se tornar equipamento de
múltiplos usos. A semeadora possui duas linhas de semeadura com espaçamento mínimo de
450 mm e regulagem de 50 mm em 50 mm, até o máximo de 900 mm FAGANELLO (2002).
No Brasil as vendas de pequenos tratores no ano de 2001 se resumiram em 290
unidades para motocultores (2 rodas) com menos de 27 cv, e 600 unidades de microtratores
(tratores agrícolas pequenos (4 rodas)) com menos de 40 cv (ANFAVEA 2001). As vendas de
pequenos tratores na China (Estatísticas da China 2001) superaram 1 milhão de unidades. Na
Ásia a utilização da terra chega em média até a 160% nas propriedades pequenas, enquanto no
Brasil esta média está em torno de 57 % (IBGE, 1996).
Uma das razões para isto é a pouca quantidade de implementos adaptados aos
pequenos tratores, atualmente os equipamentos disponíveis são apenas a enxada rotativa e o
cortador de grama para jardim, que são muito caros, e não apropriados para as culturas
geralmente plantadas pelos agricultores familiares. Outra razão é a falta de capacidade de
investimento destes agricultores, que mal conseguem realizar uma agricultura de subsistência,
devido a pouca produtividade, quanto mais comprar alguma máquina, isso aliado a falta de
linhas de financiamento público e privado para esta agricultura (MACIEL (2004), Convênio
FEAGRI/FINEP 3158).Estes fatos tornam a aquisição de equipamentos muito difícil, some-se
a estes fatores os problemas ambientais de erosão e compactação do solo, que geralmente são
encontrados em tais propriedades, tem-se um panorama pouco alentador para uma classe de
agricultores que chegam a somar segundo INCRA/FAO (2000) 85% das propriedades rurais
brasileiras.
Em escala nacional, é pequeno o número de pequenos proprietários que possuem trator
e a motomecanização praticada apresenta baixa eficiência, pois as máquinas e os implementos
disponíveis são inadequados para operarem nesses estratos fundiários(FAGANELLO et al.
,2002).
22
2.4-Modernização da Mecanização na Agricultura Familiar
No Brasil, o processo de modernização tecnológica, principalmente nas décadas de
60 e 70, promoveu juntamente com o aumento da produção agrícola, efeitos negativos, tanto
no meio ambiente quanto na âmbito da sociedade. A base tecnológica contida na política de
modernização da agricultura brasileira, era excludente, altamente poluente e concentradora
(PASSINI, 1999)
A mecanização inadequada, o uso exagerado e incorreto de agrotóxicos e
fertilizantes, a substituição da mão de obra, o aumento descontrolado de pragas, doenças e
plantas daninhas, foram conseqüências que atingiram principalmente as categorias de
agricultores pertencentes a agricultura familiar (PASSINI, 1999).
Segundo MARTINE & GARCIA (1987) citados por PASSINI (1999), o crédito rural
principal instrumento da política de modernização , contribuiu para a concentração da posse da
terra e expulsão de pequenos agricultores do meio rural.
O processo de modernização da agricultura brasileira, partia da premissa de que a
simples transferência de tecnologias melhoradas promoveria o desenvolvimento econômico de
uma dada região (MACARETTI, 1994, citado por PASSINI, 1999). No entanto os agricultores
familiares não apresentavam recursos materiais e financeiros para absorver os pacotes
tecnológicos propostos, uma vez que não estavam adequados a suas realidades
(FLEISCHFRESSER, 1988, citado por PASSINI, 1999).
Segundo PASSINI (1999), o desafio que se coloca é encontrar os meios de produção
necessários ao progresso técnico da agricultura familiar, melhorando a sua produção e a sua
eficiência, a partir da organização dos fatores produtivos de que ela dispõe.
Uma pesquisa que se realize como instrumento do desenvolvimento econômico e
social, com o fim de apoiar políticas e metas agropecuárias de desenvolvimento é necessária
para as necessidades da agricultura familiar (GASTAL, 1986, citado por PASSINI, 1999).
O desenvolvimento de ferramentas e equipamentos “apropriados” tem sido o assunto
favorito dos pesquisadores envolvidos com mecanização agrícola. Porém, as atividades destes
projetos geralmente tomam lugar em relativo isolamento em departamentos governamentais e
universitários, são apresentados em “workshops” e congressos, mas seus produtos raramente
encontram caminho dentro da produção comercial ou no mercado, em virtualmente toda
23
conferência de mecanização encontram lugar máquinas, e ferramentas melhoradas que nunca
passaram do estágio de protótipo (CLARKE, 1997).
Existem também exemplos de conceitos mal aplicados de mecanização que podem
ser encontrados em muitas cooperações técnicas de projetos, que foram planejados e
implementados com a melhor das intenções, mas de forma descoordenada e sem as devidas
considerações de sustentabilidade e aspectos econômicos. São estes fatos que infelizmente
tornam muito poucos os projetos de mecanização que obtiveram sucesso (FAO, 1997).
A atuação anterior do Estado foi marcada pela dispersão espacial, pela ausência de
políticas de garantia de infra-estrutura básica e de assistência técnica (MDA, 2004).
O Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA) constituiu uma Rede Nacional de
Inovação Tecnológica em novembro de 2003, que reúne universidades, instituições de
pesquisa, centros tecnológicos, representações de trabalhadores, empresas de assistência
técnica e extensão rural de todo o país. Esta rede tem por finalidade identificar e desenvolver
uma política nacional de inovação tecnológica que contemple as múltiplas necessidades e
peculiaridades das pequenas propriedades rurais, tendo por base o conhecimento acumulado
nestas instituições. Esta rede será responsável, por exemplo, por testar e validar os protótipos
de máquinas e implementos desenvolvidos para a agricultura familiar. (FEAGRI/UNICAMP,
2005). Em 2003 foi anunciado o direcionamento de recursos do governo brasileiro para
pesquisa e desenvolvimento de máquinas, equipamentos e implementos agrícolas adequados à
agricultura familiar MDA, sendo que os requisitos para os projetos são: Custo compatível
com a realidade da pequena propriedade, robustez, multifuncionalidade e adaptação a solos
irregulares são alguns dos quesitos a serem respondidos nestes projetos (FEAGRI/UNICAMP,
2005). Estas ações serão integradas a uma política mais ampla do Ministério que busca
aproximar o meio rural do conhecimento tecnológico, especialmente nos segmentos da
agricultura familiar e reforma agrária. “Historicamente, estes segmentos ficaram excluídos dos
avanços tecnológicos, colhendo como resultado a penosidade do trabalho rural, o êxodo e a
perda de produtividade” (FEAGRI/UNICAMP, 2005).
24
2.5-Conceitos Básicos de Preparo do solo
Segundo SRIVASTAVA (1993), o preparo do solo pode ser definido como a
manipulação mecânica do solo para qualquer propósito. Para fins agrícolas o preparo do solo
tem os seguintes objetivos:
1- Desenvolver uma estrutura do solo adequada para a cama de sementes e ou cama de raízes;
2- Controlar as plantas daninhas, e remover plantas indesejadas;
3- Manejo de resíduos de plantas;
4- Minimizar a erosão do solo;
5- Estabelecer configurações de superfícies específicas para plantio, irrigação, drenagem, e
operações de colheita;
6- Incorporar fertilizantes, corretivos, e defensivos;
7- Realizar desagregação de rochas e raízes.
As operações de prepare de solo modificam a estrutura do solo e distribuem
substâncias orgânicas ricas em energia dentro do solo, portanto tipo e grau de preparo tem
grande influência nas propriedades e processos do solo modificando sua estrutura (CARTER,
2004).
As mais tradicionais funções do preparo de solo são melhorar a estrutura do solo para
o desenvolvimento de plantas, incorporar matéria orgânica, e controlar plantas daninhas,
melhorando a estrutura do solo aumentando assim a produtividade. Freqüentemente o preparo
do solo é necessário para aumentar a infiltração de água e assim melhorar a drenagem
(CARTER, 2004).
Segundo MAGALHÃES (1992), para o bom desenvolvimento de uma cultura, é
importante ter um solo em ótimas condições físicas, pois essa é uma exigência para o
acondicionamento físico, químico e biológico do meio produtivo agrícola. Com essa condição
física satisfeita, obtém-se uma distribuição adequada de espaços porosos no solo, otimizando-
se a disponibilidade de água e nutrientes para as plantas e as trocas gasosas no sistema solo-
planta-atmosfera, proporcionando condições favoráveis ao desenvolvimento das plantas e,
principalmente, do sistema radicular.
O preparo do solo, como técnica para adequar um leito ideal para a colocação das
sementes, tem sido bastante discutido em todo o mundo, devido, principalmente, às
25
peculiaridades de cada região. Além disso, o preparo do solo objetiva criar condições ideais
para armazenamento de água às plantas, seja através do processo de melhoria na infiltração,
seja por meio da diminuição das perdas por escoamento superficial e/ou subsuperficial e/ou
por evaporação (MAIA e DANIEL, 1999).
Para que o solo possa ser um meio de desenvolvimento das plantas, necessita,
segundo HILLEL (1980), estar em condições adequadas de equilíbrio entre os principais
fatores que o constituem tais como a água, o ar e as suas próprias condições mecânicas,
favorecendo assim, ao desenvolvimento das raízes das plantas.
A mobilização do solo é realizada principalmente para aumentar a aeração e a
infiltração da água, incorporação de corretivos, restos culturais e controle de pragas, moléstias
e plantas invasoras. A maioria dos solos brasileiros utilizados para culturas anuais são
preparados mecanicamente, com o uso de arados e/ou grades de discos, ferramentas de corte e
revolvimento com elevadas pressões sobre o solo. O uso contínuo de equipamentos de preparo
constituídos de discos favorece a ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos
solos, com surgimento de crostas superficiais e adensamentos subsuperficiais (MAIA e
DANIEL, 1999).
Segundo MAGALHÃES (1992), a produção de alterações nas condições físicas do
solo, causadas pelo seu manejo, com emprego de ferramentas agrícolas, envolve dois aspectos
diferentes: a quantidade de práticas de manipulação do solo; e a magnitude das forças
necessárias para causar alteração. Estas alterações devem ser feitas de uma maneira eficiente e
de forma aceitável, sendo influenciadas pelos seguintes fatores:
1- condições iniciais do solo e determinação de quando e quanto estas condições
devem ser alteradas pela mobilização;
2- pelo formato da ferramenta; em geral a estrutura do solo será alterada pelo corte ou
rompimento da camada a ser preparada, utilizando lâminas, discos de corte, cinzéis ou facas
rotativas;
3- pelo movimento da ferramenta; normalmente, as ferramentas apresentam um
movimento linear em relação ao solo.
Segundo LUCARELLI (1997) o sistema de preparo do solo é, sem dúvida, um dos
fatores que têm maiores condições de provocar alterações nas características naturais do solo.
26
A utilização de equipamentos de vários tamanhos e modelos sem a devida orientação técnica
pode intensificar tais modificações, especialmente no que se refere ao estado físico do solo.
BALASTREIRE (1987) separa o preparo de solo em dois grupos: 1- Preparo inicial do
solo; 2- Preparo periódico do solo. O preparo inicial do solo compreende as operações
necessárias para criar condições de implantação de culturas, em áreas não utilizadas
anteriormente com essa finalidade. Basicamente constituem-se em operações de
desmatamento e eventualmente de alguma movimentação de terra para tornar a superfície
regular. O preparo periódico são as movimentações de solo, com a finalidade de instalação
periódicas ou não de culturas.
LUCARELLI (1997) enquadra os sistemas de preparo periódico de solo em dois
grupos: 1- Sistema conservacionista; 2- Sistema convencional. O sistema convencional utiliza
implementos como arado de discos, aiveca e grade pesada, seguido de gradagens leves, tem
como principal característica um revolvimento de toda área a ser cultivada, onde o implemento
atua com a incorporação total ou quase total do resíduo. O sistema conservacionista tem como
princípio o mínimo ou o não revolvimento do solo, utiliza-se máquinas ou implementos que
quebram superficialmente a estrutura do solo, sem revolvê-lo intensamente, procurando não
destruir os agregados e deixando maior quantidade de resíduos na superfície da área.
Segundo a ASAE (1997), o preparo periódico do solo convencional é dividido em: 1-
Preparo primário; 2- Preparo secundário. O preparo primário são as operações que que tem
maior trabalho inicial no solo, normalmente projetadas para reduzir o esforço do solo, cobrir
restos vegetais, e rearranjar agregados. O preparo secundário são qualquer operações seguintes
ao preparo primário, projetadas para refinar as condições do solo antes do plantio, para criar
uma configuração de superfície específica, ou controle de plantas daninhas.
O preparo do solo agrícola é um processo mecânico que pode resultar no corte,
revolvimento e inversão da camada do solo pela ação dos órgãos ativos dos implementos, com
o objetivo de proporcionar condições mínimas para o desenvolvimento das culturas (ASAE
1997).
A ASAE (1997), padronizou a terminologia para tipos de sistemas de preparo de solo:
1- Cultivo convencional, operações tradicionalmente desempenhadas para o preparo da cama
de semente; 2- Cultivo mínimo, manipulação do solo somente o necessário para a produção,
ou para atingir requerimentos mínimos de condições do solo; 3- Cultivo “mulch”, superfície
27
do solo totalmente recoberta por resíduos vegetais; 4- Plantio direto, plantio diretamente sob
superfície do solo sem distúrbio; 5- Cultivo ótimo, preparo de solo idealizado, onde é
maximizado o retorno líquido da produção sob determinadas condições; 6- Cultivo
conservacionista, qualquer preparo de solo, ou plantio que mantém no mínimo 30% da
cobertura de resíduos sobre a superfície do solo; 7- Cultivo reduzido, sistema de preparo que
consiste em poucas ou de menor intensidade energética do que o preparo convencional; 8-
Cultivo em faixas, sistema em que somente 30% ou menos da área é preparada; 9- Cultivo por
camalhões, sistema em que são formados camalhões mantidos anualmente e onde o plantio é
realizado sobre estes; 10- Cultivo por reservatórios, sistema em que grande número de
depressões ou reservatórios são formados para segurarem a água da chuva e de irrigação.
As máquinas e implementos para o preparo periódico do solo, segundo GADANHA
Jr. et al. (1991), citado por MAIA e DANIEL (1999)., atendem às seguintes características:1)
corte e inversão; 2) desagregação e revolvimento; e, 3) compactação e destorroamento do solo.
Segundo (BALASTREIRE (1987) e SILVEIRA (2001) no Brasil as principais
ferramentas, implementos e máquinas utilizadas para o preparo do solo em função do tipo de
preparo são:
1- Preparo inicial do solo: Lâminas frontais empurradoras – são projetadas
especificamente para corte, transporte e nivelamento de terras, serviços de terraplanagem;
lâminas frontais cortantes anguladas – são usadas para trabalhos de desbravamento; braço
empurrador – atua como um braço de alavanca, fazendo com que a árvore caia longe do trator;
correntão – consiste numa pesada corrente ligada as barras de tração de dois tratores, que se
deslocam simultaneamente na mesma direção no sentido da derrubada da mata; moto-serras –
consiste em um motor monocilíndrico dois tempos, refrigerado a ar e um sabre por onde corre
uma corrente de corte são utilizada para o corte das árvores; rolo-faca – são tambores de aço
ou concreto com lâminas de aço dispostas em espiral ou transversalmente em sua superfície,
que cortam picam e incorporam a massa vegetal sobre a qual passam; destocador rotativo –
trata-se de um equipamento preso no engate de três pontos de um trator, acionado pela tomada
de potência, consiste em um rotor com navalhas na superfície, funcionando como um fresa
industrial, desgastando o tronco; máquinas de enleiramento – podem ser as lâminas lisas e
angulares cortantes, ou ansinhos montados em tratores;
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2- Preparo periódico, sistema convencional, Preparo Primário: Arado de aivecas – sua
função é o corte e inversão da leiva de solo, é constituído por: chassi, coluna, aiveca, relha
costaneira, sega circular e fação; arado de discos – sua função é idêntica ao arado de aiveca,
mas é constituído por discos montados separadamente em rolamento no corpo do arado; arado
reversível – pode ser de aivecas ou de disco, sua principal diferença é um mecanismo de
reversão que diminui o tempo de manobra nas cabeceiras do talhão; grade aradora – constitui-
se em um chassi reforçado e pesado, em duas seções de discos grandes, de limpadores e
dependendo do tipo de rodas de suporte, sua função é realizar uma gradagem profunda
substituindo os arados; arado gradeador – é um implemento intermediário entre o arado de
discos e a grade de discos os discos são grande como os discos da grade aradora, montados em
uma única seção, como no arado de discos, sua função é realizar em uma passada uma aração
e uma gradagem, deixado o solo pronto para o plantio;
3-Preparo periódico, sistema convencional, Preparo Secundário: Grade de molas –
caracteriza-se por ter lâminas de aço flexíveis e recurváveis como órgão ativos, fixados em um
chassi, sua são utilizadas como cultivadoras (controle de plantas daninhas), niveladoras e
misturadoras de solo, principalmente em áreas com pedras, raízes e obstáculos ; grade de
dentes – podem ter dentes rígicos ou dentes flexíveis e recurváveis presos a um chassi, são
utilizadas para o controle de ervas daninhas, e rasteladoras, e escarificadoras do solo; grade de
discos - constitui-se em um chassi, em duas seções de discos, de limpadores e dependendo do
tipo de rodas de suporte, sua função é realizar uma gradagem do solo nivelando-o, e
misturando-o ; rolo destorroador – são equipamento utilizados para destruir torrões,
uniformizar a supefície do solo e aplainar a parte superior do terreno, são formados por
elementos cilíndricos que rodam livremente sobre um eixo horizontal, oblíquo à direção do
deslocamento; pranchão nivelador – tem por finalidade aplainar e nivelar a área, são
constituídos por pranchas de tábuas de madeiras em forma de escada com duas ou três
travessas como se fossem degraus; plainas –as funções da plaina é o nivelamento,
valeteamento, terraceamento, conservação de caminhos, combate a erosão, e movimentação de
solo, é constituída por um mastro acoplado ao engate de três pontos, ou a um braço hidráulico
a frente do trator, onde é fixada um lâmina semelhante as Lâminas frontais empurradoras ,mas
de menor porte; enxada rotativa – é um equipamento que funciona como se fosse uma enxada
manual de ação contínua, sendo semelhante a uma fresa industrial para fabricação de
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engrenagens, é constituída por lâminas fixadas radialmente a um rotor horizontal, cujo eixo é
transversal à direção de seu deslocamento, podem ser acionadas pela tomada de potência, por
arrasto; sulcadores ou riscadores – são constituídos por dois corpos de arados de aiveca
colocados lado a lado em posições opostas, com os talões agrupados, sua função é a abertura
de sulcos paralelos (profundos) ou riscos (rasos); roçadoras – suas funções são a limpesa de
pastagens, e a fragmentação de resto vegetais podem ser montadas no sistema de engate de
três pontos ou ser de arrasto, basicamente constituem-se de um chassi onde é montado o
sistema de transmissão cuja energia vem da tomada de força, ou da rotação de rodas
tracionadas pelo trator, esta caixa de transmissão transmite a rotação um eixo onde estão
acopladas facas;
4- Preparao periódico, sistema conservacionista: Terraceador – constituem-se de
implementos grandes usados para a construção de terraços, são formados por um chassi em
forma de V, onde são fixadas seções de discos grandes que cortam e direcionam o solo para o
centro formando o terraço ; escarificadores – tem como função romper o solo compactado ou
não da camada arável a uma profundidade variando até 30 cm, é constituído por um chassi
onde são presas as hastes em cujas extremidades fixam-se os órgãos ativos denominados
cinzéis, enxadas ou ponteiras; subsoladores - tem como função romper o solo compactado da
camada arável a uma profundidade maior do que 30 cm, é constituído por um chassi onde são
presas as hastes em cujas extremidades fixam-se os órgãos ativos denominados ponteiras .
O uso contínuo de equipamentos de preparo constituídos de discos favorece a
ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos solos, com surgimento de crostas
superficiais e adensamentos subsuperficiais. O número excessivo de operações de preparo,
sempre à mesma profundidade em solos com elevados teores de água, expõe o solo a esta
degradação (DALLMEYER, 1994), citado por MAIA e DANIEL (1999).
Quando submetido a pressão, o solo tende a se comprimir, isto é tende a aumentar sua
densidade. A compressão de um solo insaturado que resulta na redução dos espaços
preenchidos de ar num corpo de solo, sem mudança da massa seca deste solo, é definida como
compactação do solo HILLEL (1980).
A compactação causa: a redução da permeabilidade do solo à água, tal que o
escorrimento superficial da chuva e a erosão podem ocorrer, evitando a adequada recarga das
águas subterrâneas; redução da aeração do solo, tal que as atividades metabólicas das raízes
30
das plantas é truncada; aumenta o esforço mecânico que as raízes das plantas precisam aplicar
para crescer, dispendendo energia que deveria se gasta com o desenvolvimento desta. Todos
estes efeitos diminuem a qualidade e quantidade de alimentos e fibras produzidas pelo solo
(GILL and VANDEN BERG, 1968).
O manejo inadequado do solo, principalmente com excessivo número de operações
sobre uma mesma área com a finalidade de adequá-la às condições de plantio e colheita das
culturas exploradas, principalmente a soja, milho, e arroz, tem causado problemas sérios de
compactação do solo, diminuição na produção e produtividade, além de favorecer
enormemente as perdas de solo por erosão (MAZUCHOWSKI & DERPSCH, 1984), citado
por MAIA e DANIEL (1999).
O uso contínuo de equipamentos de preparo constituídos de discos favorece a
ocorrência de erosão, agravada pela degradação física dos solos, com surgimento de crostas
superficiais e adensamentos subsuperficiais. O número excessivo de operações de preparo,
sempre à mesma profundidade, em solos com elevados teores de água, expõe o solo a esta
degradação (DALLMEYER, 1994), citado por MAIA e DANIEL (1999).
No sistema convencional, os implementos agrícolas de preparo mobilizam os
resíduos superficiais, incorporando-os ao solo, além de provocarem excessiva pulverização na
camada superficial. Esta mobilização dá-se em função da ação dos órgãos ativos sobre o solo
(MAZUCHOWSKI & DERPSCH, 1984; LARSON & OSBORNE, 1982; SCHAFER &
JOHNSON, 1982), citados por (MAIA e DANIEL, 1999)).
A perda de solo causada indiretamente pela compactação é uma regra nos sistema de
preparo de solo mal empregados (CARTER, 2004).
Devido ao uso intensivo e repetitivo de alguns implementos de preparo de solo tem-se
aumentado a densidade de camadas subsuperficiais, comumente denominadas “pé de arado”
ou “pé de grade”, o que diminui a infiltração de água gerando maior escorrimento superficial
levando a erosão, e perda desta água, DANIEL et al, citado por LUCARELLI (1997).
Pode-se afirmar que os agravantes mais nocivos causados pelas diversas alterações no
solo pelos diferentes sistemas de preparo e manejo sejam a erosão e as perdas de água
(LUCARELLI, 1997).
O preparo de solo tem efeitos complexos na física, química e biologia do ambiente, o
grau de distúrbio causado no solo afeta o conteúdo de água, a temperatura do solo, sua
31
aeração, o grau de contato entre matéria orgânica e partículas minerais, sendo que estas
mudanças do ambiente físico afetam o ambiente em que vivem organismos vivos, embora os
organismos do solo respondam a mudanças induzidas pelo preparo do solo, eles também tem
impacto nas condições físicas e químicas do solo (KLADIVKO, 2001).
Segundo BARROS (2001) o preparo do solo pode ser definido como um plano de
obtenção da qualidade do solo, resultante de um processo gerenciado, pela ação mecanizada,
cuja matéria prima é o solo processado, o qual pode apresentar falta de condições físicas,
química, biológicas e de superfície quanto aos restos vegetais pós-colheita.
32
2.6-Conceitos Básicos de Preparo de Solo Conservacionista
Considerando os números apresentados no item 2.1, onde se prevê um aumento de 50
milhões de ha de área cultivada do Brasil em função do aumento da utilização da terra pela
agricultura familiar, é preciso selecionar o melhor sistema de mecanização, para cada região
brasileira, visto suas enormes variedades de condições edáficas, climáticas, e de relevo, que
interagem entre si, conforme OLIVEIRA (1998) afirma: “ O fator climático atua diretamente
na formação do solo, por meio da alteração dos minerais, enquanto a influência do relevo
manifesta-se na dinâmica da água e nos processos de erosão e sedimentação”. A agricultura
familiar em geral não adota medidas conservacionistas em relação ao solo e a água, portanto é
recomendado cautela na adoção de uma agricultura mais intensiva nestas propriedades,
visando a não degradação do ambiente.
A primeira questão a ser respondida é em relação ao sistema de cultivo adotado,
sendo que é primordial a utilização de sistemas conservacionistas, tais como o plantio direto e
demais variações, sempre buscando o equilíbrio entre o custo/benefício ambiental que cada
sistema pode oferecer para as mais diversas regiões brasileiras.
A segunda questão, tão importante quanto a primeira é o respeito com a natureza,
preservando áreas de reservas naturais nestas propriedades, que manejadas de forma
sustentável, tragam benefício tanto para o agricultor como para o meio ambiente, visto que
nem sempre a baixa utilização das terras é devido a não utilização de toda a área disponível,
mas na realização de apenas um cultivo anual.
A falta de conhecimento das potencialidades dos diferentes equipamentos disponíveis
no mercado nacional, por parte de técnicos e agricultores, tem sido um dos principais motivos
de inúmeros insucessos, o que tem provocado sérios problemas conservacionistas (GAMERO
& BENEZ, 1990), citado por MAIA e DANIEL (1999).
A ocorrência de uma relação entre os equipamentos agrícolas (máquinas e
implementos) e o corpo do solo, produz uma causa de alteração em sua constituição
pedológica natural, que induzirá um efeito – positivo ou negativo – de natureza física, química
e ou biológica (VOLPATO et al. 2001).
O preparo de solo conservacionista reduz o grau e a intensidade do preparo do solo e
retém os resíduos formando uma cobertura vegetal da superfície, pode levar a um acúmulo de
33
matéria orgânica sobre a superfície, formando uma camada de 5 a 10 centímetros, sendo que
os maiores benefícios são a melhora da estabilidade da estrutura do solo, e a melhora da
qualidades físicas do solo (GREGORICH e CARTER, 1997), citado por CARTER (2004),
pode ainda aumentar a associação de minerais e partículas orgânicas, resultando na formação
de microestruturas organo-minerais (ANGERS et al., 1997), citado por CARTER (2004), e
em situações aumenta a atividade biológica do solo, além de a macrofauna complementar
alguns grau de preparo do solo subterrâneamente (LAVELLE et al., 1997), citado por
CARTER (2004)
Embora muitos estudos sobre os efeitos dos sistema de preparo nos organismos do solo
sejam feitos comparando extremos (plantio direto e cultivo convencional), intermediárias
formas de preparo conservacionista tem efeitos intermediários (KLADIVKO, 2001).
Segundo KLADIVKO (2001). a resposta global de diferentes tipos de organismos
(micro, meso e macrofauna) é que existe uma maior abundância de biomassa no sistema
plantio direto do que nos sistemas de preparo convencional.
É freqüentemente assumido que uma maior complexidade e diversidade da
comunidade viva do solo é melhor, no entanto quantitativos benefícios deste aumento da
população em sistemas de plantio direto ainda não são bem entendidos (KLADIVKO, 2001).
Segundo SIDIRAS et al citado por LUCARELLI (1997), os sistemas conservacionistas
constituem um meio potencial para reduzir as perdas de água por evaporação e a erosão.
Cerca de 500 milhões de toneladas de solo fértil são perdidos todos os anos no Brasil,
carregadas pelas águas das chuvas ou pelo vento (MARQUES 1951, BERTONI 1985). A
maior justificativa para se adotar práticas conservacionistas é o controle da erosão do solo, que
é considerada um sério problema para a produção agrícola. O mais popular e eficiente sistema
de preparo conservacionista é o plantio direto, todo o plantio é feito sem preparo de solo, e o
controle de plantas daninhas é feito através de herbicidas. (ASAE, 1997). O transporte de
sedimentos no solo cultivado com plantio direto é 27 vezes menor do que num solo cultivado
com plantio convencional (GUO (1999), RICHARDSON (1995)). No entanto o sistema de
plantio direto, também apresenta desvantagens: Tal máquina, que no Brasil tem o nome de
Semeadora de plantio direto tem alguns problemas: 1- Precisa de mais fertilizantes químicos e
herbicidas, causando maior poluição; 2- Solo não preparado apresenta maior resistência para o
desenvolvimento das raízes das plantas atrasando sua emergência e crescimento, que pode
34
causar redução na produção; 3- Alguns tipos de solos com alto teor de argila, solos com alto
teor de areia, e solos em regiões áridas ou semi-áridas no Brasil podem reduzir a produtividade
(LAL, 1993); 4- Todas as máquinas de plantio direto do mercado são do tipo que utiliza
somente força de tração, são pesadas possuem grande consumo de energia, pouca eficiência
mecânica (de 40 a 50%) (CHANG, 1969; CASÃO JUNIOR, 2003), maior compactação do
solo, além de terem preços elevados; 5- o controle de plantas daninhas é completamente
dependente de defensivos; 6- grande demanda de energia; 7- a natural regeneração da estrutura
do solo pelas raízes e ativividade biológica é freqüentemente inadequada em solos onde as
condições estruturais são marginalmente satisfatórias por sistemas de cultivo reduzido (soil
technologygroup, 2005); 8- o tráfego de equipamentos pesados em solo úmido durante o
plantio, pulverizações, fertilizações e colheita, causam uma compactação do solo de 16 a 30
cm abaixo da superfície, devido a estes solos compactados pode ocorrer a inibição do
crescimento das plantas (UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY,
2005).
Diversos programas de controle de erosão vem sendo conduzidos em todo mundo, os
quais estão mudando o tradicional sistema preparo do solo pelo cultivo conservacionista.
Neste método procura-se manter os resíduos orgânicos de culturas e plantas daninhas mortas,
na superfície do solo. Assim o solo terá uma cobertura que o protegerá da ação dos efeitos
erosivos da chuva e do vento ( DERPSH et al 1991 ).
Alguns sistemas conservacionistas como o plantio direto e o escarificador, possibilitam
o acúmulo de resíduos na superfície do solo, os quais ajudam a manter a água no corpo do
solo, além de diminuir a praticamente a zero as perdas de solo (DERPSH et al, 1986), citado
por LUCARELLI (1997).
DICKEY (1983 ) mostrou que o cultivo conservacionista pode poupar pelo menos 50
% do tempo de operações, mão-de-obra, e custo de combustível. Ele indica que todos os
sistema conservacionistas disponíveis no mercado, tal como os escarificadores ("chisel plow"
ou "para plow"), causam redução na produção. Esta redução decorre do fato do preparo do
solo não ser tão completo ou intenso quanto o fornecido pelo sistema convencional ( aração e
gradagem ), que pode oferecer uma resistência bem menor à penetração das raízes. No entanto
“Paraplow” deixa uma cobertura de resíduos de 67 %, enquanto que o “Chiselplow deixa um
cobertura de 36 % (ERBACH et al, 1992).
35
Para promover a conservação do solo, ( BRAGANGANOLO 1993 ) menciona que o
cultivo deve buscar: (1) um aumento da cobertura do solo, (2) aumento da infiltração d'água
pelo aumento do distúrbio do subsolo.
36
2.7-Sistema de Plantio Conservacionista Novo Dragão
Uma solução para a mecanização da pequena propriedade brasileira é desenvolver uma
máquina de cultivo conservacionista econômica e leve, que possa ser acoplada a um micro-
trator (2 rodas ) ou um pequeno trator (4 rodas), com menos de 30 cv (22 kw). Não existe tal
opção no mercado brasileiro atualmente (MACIEL, 2004).
Percebe-se a necessidade resolver o problema de utilização de potência nas pequenas
propriedades rurais brasileiras. A melhor abordagem é através do aumento da eficiência dos
sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo, operações essencialmente básicas, que nas
pequenas propriedades, onde a agricultura familiar se desenvolve, não são adequadamente
conduzidas (MACIEL, 2004).
Outro ponto importante e paralelo a este problema, é a questão ambiental. Neste
contexto a solução à esta questão é a adoção de sistemas de preparo, plantio e cultivo do solo
que sejam conservacionistas, e principalmente, adaptados à agricultura familiar (MACIEL,
2004).
Esta temática foi vislumbrada pelo Ministério do Desenvolvimento Agrário do
Governo Federal Brasileiro, sendo que o mesmo entrou em contato com a Faculdade de
Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Campinas em Outubro de 2003, afim de
formar uma parceria enfocada na resolução desta questão. Várias reuniões se seguiram e foi
constituída uma Rede de Inovação Tecnológica para a Agricultura Familiar, cujo domínio na
internet está alocada na página da Feagri/Unicamp ( Feagri/Unicamp 2005-site
internet:www.agr.unicamp.br/mda/index.html). Após seguidas reuniões foi feito um convênio
FEAGRI/FINEP, onde a Financiadora de estudos e Projetos do Governo Federal (FINEP)
aportou recursos financeiros para a consecução do projeto, Convênio FEAGRI-FUNCAMP-
FINEP 3158.
Nestas ocasiões foram apresentados os trabalhos voltados para o pequeno agricultor e
realizados pela Feagri/Unicamp em parceira com a FAPESP, que culminaram nos
componentes básicos do Novo Dragão ("Paraplow" Rotativo, Dosador de Sementes tipo Anel
Interno Rotativo e Distribuidor de Fertilizante tipo Espiral Cônica) sendo que o MDA mostrou
grande interesse no desenvolvimento do Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo
Dragão (FEAGRI/UNICAMP, 2005).
37
No primeiro projeto financiado pela FAPESP (N0 1995/4955-5) “ Desenvolvimento
de mecanismo dosador econômico de precisão para sementes e de um distribuidor de
fertilizantes para mecanização em pequenas propriedades”, foi desenvolvidos um sistema
dosador de sementes baseado no tipo anel interno, e um distribuidor de fertilizantes de espiral
cônica. O dosador de sementes alcançou uma precisão de distribuição de sementes de 90%,
índice de precisão que pode competir com os mais caros sistemas pneumáticos disponíveis no
mercado (Relatório Final 1997 para FAPESP 1995/4955-5), estes resultados foram
apresentados nos EUA (CHANG, 1998), onde foram patenteados (PI 9802269-5). A deposição
precisa de sementes e a distribuição uniforme de fertilizantes são requerimento indispensáveis
para a obtenção de um boa produtividade. O distribuidor de fertilizantes de espiral cônica
apresentou um coeficiente de variação da distribuição de fertilizantes da ordem de 15%, (
Relatório Final para FAPESP 1995/4955-5), nenhum distribuidor de fertilizantes do mercado
atinge este índice, particularmente aqueles onde o requerimento da cultura seja menor que 200
kg/ha. Nestes equipamento o coeficiente de variação chega a 40% (SOGAARD, 1994). A taxa
de aplicação de fertilizantes varia com a cultura. FERREIRA (1999) mostrou que o feijão
precisa de 120 kg/ha, cafés, cana de açúcar, necessitam em torno de 460 kg/ha. No futuro será
encorajada a redução de aplicação de fertilizantes (STEPHEN B. et al, 1999) devido aos sérios
problemas de poluição causados pela lixiviação, infiltração, e enxurradas (MACIEL (2004),
Convênio FEAGRI/FINEP 3158).
O sistema de plantio em faixas é um sistema de plantio utilizado no Brasil, e
conhecido, pelas suas características de proteção do solo contra a erosão. Este novo sistema de
plantio em faixas com "Paraplow" Rotativo (Relatório Final FAPESP (Projeto 00/4734-9), tem
como característica uma pequena faixa de plantio bem preparada, como no plantio
convencional, sendo que haverá um maior distúrbio na subsuperfície, e uma grande área
lateral ao sulco preparado com fissuras no solo, o restante do solo não tendo nenhum preparo,
como no plantio direto (ALBIERO e CHANG, 2001). A este sistema foi adicionado o corte
mecânico das plantas daninhas, visando a diminuição da utilização de herbicidas, (ALBIERO
e CHANG, 2001), (MACIEL, 2004).
O Novo Dragão, foi desenvolvido inicialmente para as culturas de milho, soja, feijão
e mamona. O milho e o feijão foram escolhidos pelo motivo da agricultura familiar ser
responsável por 55% e 75%, respectivamente, de toda produção nacional destes produtos,
38
MDA (2004), Figura 1, no caso da soja, o objetivo é possibilitar que os pequenos agricultores
participem da produção da leguminosa de maior expressão econômica do planeta segundo
CÂMARA (2000), no caso da mamona, espera-se que a agricultura familiar produza a matéria
prima para a extração de óleo de rícino, produto nobre, com ampla gama de aplicações
industriais, inclusive como fonte alternativa de combustível, tendo potencial econômico e
estratégico para o Brasil, IAC (1998).
Figura 1. Novo Sistema Conservacionista de Plantio Novo Dragão (MACIEL (2004), Convênio FEAGRI/FINEP 3158).
39
Gráfico 3. Participação da agricultura familiar em diversas culturas (MDA, 2004).
O impacto sócio – econômico - ambiental deste projeto, é de grande monta, pois
possibilitará que famílias de pequenos agricultores que hoje vivem à margem das
oportunidades do Agro – Negócio brasileiro, aumentem sua capacidade produtiva, gerando
renda para uma das camadas mais pobres da sociedade, além de implementar práticas
conservacionistas em áreas de cultivo expostas à degradação (MACIEL (2004), Convênio
FEAGRI/FINEP 3158).
40
2.8-Conceitos Básicos de Dinâmica do Solo
A dinâmica do solo é uma disciplina que envolve a ciência do solo e a mecânica,
concerne os estudos do solo em movimento, e pode ser definida como as relações entre as
forças aplicadas no solo e suas resultantes, esta definição não restringe a natureza ou a origem
da força aplicada ao solo, portanto inclui dinâmicas reações provenientes de forças naturais
(terremotos), ação do vento, da água, e antrópica (GILL e VANDEN BERG, 1968).
UPADHYAYA (1994) apresenta como pioneiro que identificou a importância da
dinâmica do solo na área de projeto e desempenho de máquinas o Russo V. P.
GORYACHKIN, em 1890.
Segundo UPADHYAYA (1994) a dinâmica do solo é uma ciência que estuda a física e
mecânica das forças aplicadas ao solo, para causarem comportamentos ou reações de maneira
que obedeçam as leis básicas da física, matemática e mecânica, sendo que seus principais
objetivos são: medir os parâmetros operacionais básicos das máquinas que se engajam no solo;
identificar e medir as propriedades dinâmicas que inerentemente governam o comportamento
do sistema solo/máquina; desenvolver teorias para os específicos tipos de manipulação do solo
conduzidos por máquinas; tentar combinar todas estas informações para criar projetos
racionais de máquinas que se engajem no solo.
Segundo HILLEL (1980) o termo solo se refere à intemperizada e fragmentada camada
externa da superfície terrestre do planeta Terra, é formado inicialmente através da
desintegração e decomposição das rochas por processos físicos e químicos, sendo influenciado
pela atividade e acumulação de resíduos de numerosas espécies de animais e plantas
microscópicas e macroscópicas, é um sistema heterogêneo , polifásico, particulado, disperso, e
poroso em que a área interfacial por unidade de volume pode ser muito grande, sendo
constituído por três fases: fase sólida que constituí a matriz do solo; fase líquida que consiste
na água do solo que contem substâncias dissolvidas; e fase gasosa que é a atmosfera.
Neste trabalho o escopo da dinâmica do solo será relativo a ações de preparo de solo
agrícola, promovida por ferramentas, implementos, e máquinas.
Segundo MCKIBBEN (1926) citado por GILL e VANDEN BERG (1968) a dinâmica
do solo define os seguintes fatores importantes e característicos do solo: 1- O solo natural é
resultante de sua geologia, do clima de sua região (no passado e atualmente), do tempo
41
(intempéries), dos seres vivos que nele vivem (fauna e flora), e do tempo que os três últimos
fatores atuam no primeiro; 2- os solos podem ser modificados pela intempéries, pelo preparo
do solo, e por outras atividades de manejo; 3-o solos podem ser descritos por suas condições
físicas, químicas e biológicas: matéria sólida intemperizada, matéria sólida não intemperizada
e material vegetal e animal (micro e macro); 4- o solo tem propriedades intrínsecas tais como
estrutura, textura, densidade, umidade, etc; 5- o solo tem uma estrutura atômica e molecular
específica que geram complexos fenômenos de atração resultantes de qualquer combinação e
arranjamento de suas propriedade químicas, físicas e biológicas, esta complexidade define
duas propriedades importantes: Coesão (atração entre moléculas iguais) e adesão (atração
entre moléculas distintas); 6- Certas características de trabalho e de forma dos solos que são
causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre si: grau de
plasticidade (relação entre o limite elástico e o ponto de ruptura), grau de dureza ( relativa
resistência a deformação permanente); 7- Certas propriedades mecânicas relativamente
simples que são causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre
si: resistência a tração, resistência a compressão, resistência ao cisalhamento, coeficientes de
atrito, módulo de elasticidade; 8- Certas propriedades mecânicas compostas que são causadas
por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas entre si: resistência a penetração;
capacidade de suporte; características de resistência ao preparo, características de tração,
tensões induzidas.
MACIEL (1993) considera o solo agrícola, dentro de certos limites como um material
de engenharia, sendo que a propriedade mecânicas da coesão do solo como a propriedade que
mais influi nas forças de resistência a tração do mesmo. A coesão e a densidade aparente do
solo constituem a chamada pressão passiva do solo sobre o implemento.
As propriedades dinâmicas do solo são propriedade que se manifestam através do
movimento do solo (GILL e VANDEN BERG, 1968). As propriedades dinâmicas do solo são:
Tensão no solo; deformação do solo; relações tensão/deformação; resistência do solo;
distribuição de tensão; distribuição de deformação; tensão de escoamento do solo; e
movimento de corpo rígido (GILL e VANDEN BERG, 1968).
Segundo GILL e VANDEN BERG (1968) o estudo das tensões no solo é utilizado para
descrever forças no solo, quando o mesmo é considerado como um contínuo, embora o mesmo
não o seja pois é formado por material granular e poros, no entanto esta simplificação tem
42
expressado bem os fenômenos que ocorrem, mas especial cuidado deve ser tomado quando
são muito grandes os poros,para que seja realista a descrição; A aplicação de forças no solo
geram deformações no mesmo, sendo que para estas forças serem bem conhecidas é preciso
uma apropriada descrição das deformações, MCKYES (1985), nota que o solo pode sofrer
irreparáveis escoamentos depois de pequenas deformações volumétricas ou de cisalhamento.
GILL e VANDEN BERG (1968) definem as relações tensão/deformação como fórmulas
matemáticas que expressam o comportamento observado para um momento como possíveis
reações do material granular tal como o solo quando sujeito a forças mecânicas; A resistência
do solo é a capacidade ou habilidade de um particular solo em uma particular condição a
resistir ou suportar uma força aplicada, pode ser definida como a capacidade do solo a se
contrapor a deformação, MACIEL (1993) afirma que a resistência do solo ao cisalhamento
compõe-se basicamente de duas componentes: a ângulo de atrito interno do solo e a coesão,
esta resistência é definida como a tensão que se contrapões a ruptura no plano principal de
ruptura, sendo que GILL e VANDEN BERG (1968), descreve que a falha por cisalhamento de
um solo ocorre em um plano de cisalhamento onde a tensão de cisalhamento alcança um valor
constante (c) e que é aumentado por um fator constante (tan(φ)) que multiplica a tensão
normal, a constante c é chamada de coesão do solo, e o fator (tan(φ) é o coeficiente de atrito
interno do solo, sendo o ângulo φ chamado de ângulo de atrito interno do solo; GILL e
VANDEN BERG (1968) definem que a distribuição de tensão no solo através de um meio
granular se dá através dos pontos de contato dos grãos individuais, estes pontos de contato são
aleatoriamente espaçados em várias direções, a tensão transmitida através deste material
granular não é por esta razão linear mas determinada pela direção dos pontos de contato; A
distribuição de tensão é importante para resolver a representatividade das relações
tensão/deformação; A tensão de escoamento do solo é definida como aquela tensão a partir da
qual ocorre deformação permanente, sendo que na engenharia a tensão de escoamento é
considerada como tensão de falha, também conhecida como ultima tensão, valor a partir do
qual se produz fratura ou separação, falhas em solo são muito mais complexas do que em
materiais metálicos ou frágeis, as tensões que excedem os valores limites de escoamento,
deformam o solo tal que estas tensões são redistribuídas, ou aliviam a carga, ou o solo se torna
mais forte quando o limite de escoamento não é muito excedido, existem quatro tipos de
43
falhas possível em solo, e podem ser definidas em termos de comportamento
tensão/deformação: cisalhamento, compressão, tração e fluxo plástico.
A falha por cisalhamento ocorre quando a tensão de cisalhamento num corpo de solo
atinge um máximo que supera o limite de cisalhamento deste solo, formando um plano de
falha por cisalhamento onde a tensão de cisalhamento é proporcional a tensão normal à
superfície em função de uma constante relativa ao limite máximo (GILL e VANDEN BERG,
1968). Segundo KOOLEN e KUIPERS (1983), considerando um cilindro denso de solo sobre
pressão hidrostática (tensões normais principais igualadas), a composição entre duas tensões
que são essencialmente ortogonais, gera um tensão de cisalhamento oblíqua e no mesmo plano
formado pelas mesmas, se uma das tensões principais normais aumentar de intensidade
enquanto outra se mantém constante o cilindro de solo quebrará, num determinado valor das
tensões o plano de fratura estará entre 45o e 60o da tensão que varia. Em geral quando o solo é
movimentado por alguma ferramenta ao longo de uma superfície formando um fluxo de solo,
este fluxo tem duas componentes de direção o que pode induzir a planos de fratura em ângulos
de 45o , (KOOLEN eKUIPERS, 1983).
A falha por compressão é associada a um volume de carga aplicada ao solo, falha por
tração quando uma tensão de tração atinge um valor máximo que supera o tensão ultima do
solo produzindo a separação completa do corpo de solo, expressar a falha por tração em
termos preciso é difícil devido a porosidade do solo (GILL e VANDEN BERG, 1968).
A falha por fluxo plástico é aquela onde a quebra e o desenvolvimento de superfícies
de falha por cisalhamento ocorrem pelo fluxo do solo em volta de alguma ferramenta,
mantendo-se essencialmente uma massa contínua com apenas um plano de vão livre por onde
passou a ferramenta, assim a falha por fluxo plástico pode ser definida em termos de falha por
cisalhamento mesmo a ação física sendo totalmente diferente (GILL e VANDEN BERG,
1968).
GILL e VANDEN BERG (1968) definem que as ações que ocorrem em um corpo de
solo finito ao ser trabalhado por alguma ferramenta podem ser consideradas como
movimentando um corpo rígido, assim as forças internas deste corpo rígido de solo podem ser
negligenciadas, sendo que as relações que descrevem esta simplificação envolvem momentos,
desde que um rígido corpo de solo definido com massa e movimentando-se tem uma
44
velocidade, definem um momento (quantidade de movimento), além das propriedades do solo:
atrito, abrasão, adesão.
A maior dificuldade da dinâmica do solo é que os parâmetros dinâmicos não são
isolados mas interferem-se. GILL e VANDEN BERG (1968), afirmam que: “a cruz do dilema
da dinâmica do solo é: se todos os parâmetros dinâmicos pudessem ser medidos com sucesso,
consideráveis progressos poderiam se feitos no desenvolvimento de descrições quantitativas
do comportamento destes parâmetros.”
Os principais parâmetros dinâmicos do solo são: cisalhamento, tração, compressão,
fluxo plástico, atrito, e adesão (GILL e VANDEN BERG, 1968).
Desde que os parâmetros dinâmicos e as propriedade dinâmicas do solos sejam
conhecidos é possível conhecer e medir os comportamentos dinâmicos do solo: Ruptura,
abrasão, e movimentação de partículas.
Quando solos frágeis são deformados severamente, o resultado é uma quebra ou
ruptura, esta ruptura é causada por falha por cisalhamento, falha por tração, forças de impacto,
e possivelmente por outras distribuições complexas entre uma ferramenta e o solo, quando a
resistência do solo é pequena, várias ações de preparo de solo criam a mesma ação final,
quando a resistência do solo é grande diferentes condições finais são alcançadas (GILL e
VANDEN BERG, 1968).
A dinâmica ação do solo deslizando sobre uma superfíce de metal (Abrasão), envolve
mais do que a mecânica perda de metal devido ao atrito, sobre altas cargas normais, as
partículas do solo arranham, cortam, cinzelam qualquer superfície, sendo que a interação entre
o solo e o metal durante a abrasão é altamente complexa (GILL e VANDEN BERG, 1968).
O solo pode ser invertido por um arado, nivelado ou quebrado por uma grade de
discos, sendo que os movimentos das partículas do solo tem localização relativa em diferentes
parte do solo, podendo indicar características das camadas de solo movimenta, assim o estudo
da movimentação do solo em detalhes requer o uso de um referencial tal que posições iniciais
e finais possam ser identificadas, a deformação provê um rigoroso modelo para descrever
movimentos do solo, no entanto a matemática se torna muito complexa, sendo que o
movimento do solo tem sido usado para observações qualitativas do comportamento de
interações do solo e alguma ferramenta (GILL e VANDEN BERG, 1968).
45
Os efeitos dinâmicos de ferramentas deslocando-se a altas velocidade no solo podem
ser definidos por dois mecanismos que causam os principais efeitos nas forças requeridas para
mover os solo: aceleração contínua de massas de solo; e alteração da resistência do solo em
altas taxas de cisalhamento (MCKYES, 1985).
Quando um plano inclinado se movimenta através de um solo ao longo de um
caminho reto, as reações do solo sobre a ferrametna causam falhas no solo, formando
pequenos blocos de solo, sendo que quatro comportamentos ocorrem: atrito solo/metal, falha
por cisalhamento, força de aceleração para cada bloco, e resistência ao corte, sendo que os
principais comportamentos são atrito solo/metal e falha por cisalhamento e resistência ao corte
GILL e VANDEN BERG, (1968). KOOLEN e KUIPERS (1983), afirmam que a tensão de
cisalhamento que ocorre em casos de falhas por cisalhamento tem como componente uma
tensão tangencial gerada devido ao atrito da superfície da ferramenta com o solo, portanto a
falha por cisalhamento é amplamente influenciada pelo atrito solo/metal, tanto que GILL e
VANDEN BERG, (1968) consideram como o mais preciso modelo para o tratamento das
falhas por cisalhamento um sistema de duas equações: uma relativa a resistência ao corte e
outra relativa a composição atrito solo/metal e efeitos tensoriais da falha por cisalhamento.
Segundo UPADHYAYA (1994) os fatores que influem nas forças requeridas para o
solo deslizar sobre outro material são: textura do solo; umidade do solo; porosidade do solo;
dureza do material; caminho de deslizamento entre uma partícula do solo e a forma geométrica
do material; velocidade de deslizamento; tipo de material; nível de tensão normal; rigidez do
sistema carregado (solo/ferramenta); rigidez do solo; carga quase estática; deslizamento
cinemático; valores máximos de tensão normal durante a ação; e picos máximos e mínimos de
tensão normal.
As vezes as tensões de cisalhamento entre a interface solo/material são tão grandes que
o deslizamento do solo por sobre a ferramenta não ocorre, sendo formado um bloco de solo
que se move juntamente com a ferramenta, tem-se então o fenômeno da aderência, isto ocorre
devido a formação de planos alternativos de cisalhamento entre o solo e a interface solo/metal
que se desenvolvem dependendo da razão entre a resistência ao corte contra ao deslizamento
ao longo do metal e a resistência interna do solo (KOOLEN e KUIPERS, 1983).
Segundo SOEHNE (1956) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), a inclinação
da ferramenta (ângulo de corte) que causa a menor resistência ao corte em função da adesão e
46
coesão do solo é em torno de 15o. KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG
(1968) determinou experimentalmente que para ferramentas operando em profundidade rasas,
a menor resistência do solo se dá em torno de 25o, e em casos de operações profundas a menor
resitência ocorre a 15o.
KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), investigou os
planos de falha por cisalhamento que ocorrem resultantes da separação dos blocos de solo,
sendo que foi observado que estes planos se dão como curvas, e que estas curvas em algumas
ocasiões se estendem abaixo da mais baixa parte da ferramenta, foi notado que com o aumento
da velocidade de deslocamento o ângulo do plano de falha também se altera, sendo que este
ângulo foi denominado como ângulo de cisalhamento médio do solo, outro aspecto do trabalho
foi que com a mudança do ângulo de corte o ângulo de cisalhamento do solo também muda,
sendo que os maiores ângulos de cisalhamento do solo ocorrem com ângulos de corte em
torno de 15o.
KAWAMURA (1952) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), deduziu
numericamente de seu modelo teórico misto Coulomb/Rankine que envolve a propriedade
dinâmica do fluxo plástico, que as tensões tangenciais na superfície de deslizamento do solo
(plano de falha por cisalhamento), são iguais a componente horizontal da resistência a tração
da ferramenta, portanto quanto maior o ângulo de cisalhamento médio do solo, menor a
resistência a tração.
Segundo GILL e VANDEN BERG (1968) o corte do solo é definido como a completa
separação do solo em distinto corpos separados por deslizamento, tal que não resulte em
qualquer outro tipo de falha senão ao cisalhamento, tal que o grau de confinamento da
ferramenta ( nível de recobrimento da ferramenta pelo solo, diretamente ligada a profundidade
de operação), cause falhas por cisalhamento que alcancem a superfície do solo trabalhado.
KOSTRITSYN (1956) citado por GILL e VANDEN BERG (1968), descreve o movimento do
solo próximo a superfície como um ação esmigalhadora com a formação de corpos de solo
deslizado com a forma de lua crescente.
A exploração das ações do sistema solo/ferramenta tem mostrado que a variação de
fatores na geometria da ferramenta podem ser associados com o comportamento do solo
trabalhado, variações na geometria do sistema solo/ferramenta resultam em requerimentos
diferentes de tração e em diferentes reações do solo, usualmente a ferramenta é introduzida
47
dentro do solo é todas as falhas ocorrem no solo mais no que na ferramenta, por esta razão o
modo da ação do solo, suas forças,as distribuições de tensões e varias reações podem ser
controladas pela variação da geometria da ferramenta (GILL e VANDEN BERG, 1968).
GILL e VANDEN BERG (1968) afirmam que enquanto as ferramentas tem suas
formas fixas, suas relações geométricas de contatos com o solo podem ser alteradas com
respeito a superfície do solo, e suas direções de viagem e modos de operação, como
conseqüências as forças aplicadas ao solo pela ferramenta podem variar consideravelmente,
assim como suas reações. O ângulo de ataque ( aquele formado lateralmente em relação ao
plano vertical, também chamado ângulo de lado) tem menor influência na resistência ao corte
que o ângulo de corte, essencialmente o aumento do ângulo de ataque até aproximadamente,
entre 40o e 50o tem-se uma diminuição da tração necessária ao corte, depois destes valores a
tração se torna constante para aumentos de valores (KABURAKE e KISU, 1959, citados por
GILL e VANDEN BERG (1968)).
A energia de ferramentas de solo quando dentro do solo causa os efeitos desejáveis,
tais como cortar, quebrar, inverter e movimentar o solo devido a ação de lâminas (SAIMBHI,
2004).
Devido as lâminas prepararem o solo linearmente e continuamente, o preparo do solo
pode ser considerado como um processo de deformação contínuo (KATAOKA, 2002).
Segundo KATAOKA (2002), as forças distribuídas pelas lâminas de preparo de solo
geram fissuras no solo que são dependentes da velocidade de operação, sendo que a dinâmica
destas lâminas e o comportamento do solo tem comportamento primário muito complexo.
ELNOR (2004) afirma que experimentalmente as condições iniciais do solo, a
geometria da lâmina, o coeficiente de atrito solo/metal, o ângulo de corte, e a profundidade de
corte influenciam grandemente a produtividade da máquina.
O comportamento mecânico da matriz granular dos solos, pode ser modelado pela
teoria da Hipoplasticidade, que afirma que as propriedades do solo podem ser descrita pela
formulação de equações simples da mecânica baseada em armações e vigas consideradas
emaranhadas, (KOYMBAS, (1999), citado por ELNOR (2004). Esta teoria tem explicado
vário aspectos do comportamento mecânico do solo, tais como falhas por cisalhamento,
dependências intervariáveis de parâmetros, coesão e estados críticos, além disso os modelos
hipoplásticos possibilitam simulações com corpos de solos com variações de densidade no
48
corpo de solo, configurações de espaços vazios, efeitos da água nos poros, etc (ELNOR,
2004).
Segundo ROSA (1997) a teoria da hipoelasticidade em linhas gerais representa
comportamentos onde o material tem incrementos de suas características elásticas, explicando
tendências como as do solo de modificarem suas propriedades ao longo de um carregamento,
seus modelos constitutivos tem a vantagem de se baseiarem em formas de incrementação
suaves durante todo o carregamento.
ROSA (1997) expões que o comportamento do solo pode ser descrito por outras duas
teorias: a teoria da viscoelasticidade e a teoria da viscoplasticidade. A teoria da
viscoelasticidade adiciona aos modelos hipoelásticos comportamentos de amortecimento dos
carregamentos, sendo que o tempo de carregamento é considerado em função das taxas de
aplicação de carga. A teoria da viscoplasticidade alia componentes reológicos e de
viscoelasticidade, sendo uma teoria composta por tratamentos referentes ao grau de
deformação e as propriedades viscosas e elásticas do solo, o que induzem a comportamentos
dependentes do tempo e da deformação plástica do material
Segundo WIERMANN (2000), quando se aplica forças nos solos, estes reagem de
diferentes modos, de acordo com a distribuição, orientação e magnitude das tensões internas
geradas, assim a extensão das deformações pode ser descrita por relações tensão/deformação,
que podem descrever a deformação plástica irreversível de uma deformação elevada
fortemente aumentada se as tensões internas excedem a resistência interna do solo.
KOOLEN e KUIPERS (1983), expressam que a experiência deduz que a operação de
preparo de solo é influenciada pela rigidez e resistência do solo, portanto GITAU (2005)
considera que a movimentação de uma ferramenta faz com que o solo escoe e falhe, resultando
na propagação de planos de falha da ponta da ferramenta para a superfície do solo.
Desde que o solo comece a escoar, a magnitude das forças requeridas alcançam um
nível residual como o solo, enquanto na ponta da ferramenta se alcança um estado crítico
permanente em termos de deslizamento do solo e deformação irreversível, ou falha plástica,
este ciclo de picos e forças residuais repetem-se com a ação de novos planos de falhas gerados
pela ferramenta se movimentando sob o solo, a freqüência e a magnitude dos picos dependem
da velocidade de operação da ferramenta (GITAU, 2005)
49
Segundo ALUKO (2004) o solo pode ser considerado como uma estrutura emaranhada
de vigas e armações, sendo que este emaranhado é influenciado pela densidade aparente, pela
coesão , pela umidade do solo, e por secreções orgânicas, as diferentes formas que o solo pode
se emaranhar diferem entre si, pela geometria e pelo grau de empacotamento entre si, de tal
forma que em uma deformação, ocorrem mudanças de estruturas.
Estas estruturas emaranhadas são particularmente úteis para entender os processo de
fratura no solo, o processo básico de fraturas envolve a quebra de laços entre o emaranhado de
solo, quando o emaranhado é duro e a quebra de laços é fraca o solo se fratura como a maneira
de um material frágil (vidro), por outro lado quando o emaranhado é forte quando comparado
a resistência interna pode tornar-se distorcido sem se quebrar, a ocorrência das fraturas são
importantes e os processos pertinentes a seu desenvolvimento e gerenciamento da estrutura do
solo são bem descritos na literatura específica, sendo que a resistência a fraturas de uma solo é
considerada limitada pela fraqueza de seus laços em relação a trações críticas(ALUKO, 2004).
ALUKO (2004) afirma que a ocorrência de fraturas em um solo cortado é um problema
essencialmente elástico, e pode ser modelado usando métodos da mecânica de fraturas em
materiais elasto-frágeis. IBARRA (2005), afirma que estes modelos predizem claramente três
zonas de fratura: zona de fratura por tração, zona de fratura por cisalhamento e zona sem
fraturas, a zona de fratura por cisalhamento se dá através de planos de expansão por
cisalhamento, sendo que ocorrem simultaneamente às fraturas por tração, que produzem
aberturas nos segmentos do solo de maneira radial com a seção de corte, enquanto que as
falhas por cisalhamento produzem-se através de linhas radiais que deslizam pela seção de
corte. O requerimento de tração de uma ferramenta para causar uma falha de solo desejada
depende do padrão de falha característica do solo, da ferramenta, do tipo de solo e dos
parâmetros dinâmicos deste solo (KARMAKAR, 2005).
Segundo KARMAKAR (2005) observações visuais, analíticas e experimentais da
propagação das fissuras do solo tem os seguintes comportamentos: 1-a propagação das fissuras
desenvolvem-se de forma não linear, demonstrando a não linearidade das características do
solo; 2- o início da fissura se dá através de uma fina abertura à base da ferramenta; 3- o
desenvolvimento das fissuras é distinto dependendo da profundidade e da velocidade de
operação; 4- fissuras do solo indicam quatro distintas fases: a) compressão do solo; b) início
da fissura; c) propagação da fissura; d) crescimento da fissura ou falha plástica.
50
Segundo KARMAKAR (2005) a melhor forma de entender o mecanismo da interface
solo/ferramenta é correlacionando o comportamento reológico do solo com suas características
dinâmicas (considerando um solo como fluído). Segundo HILLEL (1980), a reologia é o braço
da ciência que estuda tudo que concerne a todos os tipos de deformação. KARMAKAR(2005)
afirma que a reologia do solo é muito complexa, no caso de fluídos newtonianos como a ar e a
água, a relação entre a tensão de cisalhamento versus a razão de cisalhamento é linear, o solo
por outro lado não é um fluído newtoniano, portanto suas moléculas e partículas tem taxas
variáveis de deformação, perfazendo relações não lineares, apenas em certos estágios dos
processos que nele agem, tem-se deformações constantes, no entanto em avaliações
experimentais concluiu-se que modelos visco-plástico lineares, podem descrever a deformação
do solo sobre tensões em regime permanente, já em casos em que a relação tensão versus taxa
de tensão não é linear, devido a não linearidade do solo induz-se uma diferença entre a tensão
total e a tensão de escoamento do solo.
51
2.9-Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow”
Segundo a SOIL SCIENCE SOCIETY OF AMERICA (2005), o “paraplow” é um tipo
de não inversivo implemento de subsolagem projetado para aumentar a força de quebra
estrutural do solo na direção lateral, usando superfícies de subsolagens largas no sentido
transversal a translação, e anguladas paragonalmente para a elevação do solo.
CHANG ( 1990, e 1994 ) conduziu uma série de estudos para melhor conhecer as
características de desempenho e projeto de alguns tipos de escarificadores e subsoladores.
Estes equipamentos vem sendo utilizados mundialmente, substituindo os convencionais tipos
de arados e grades ( KALILIAN 1988 ).
ALBIERO e CHANG (2000), construíram um Paraplow para testes mostrado na
Figura 2 , consiste num conjunto de duas lâmina montadas, sendo que a lâmina inferior esta
soldada num ângulo oblíquo em relação lâmina superior presa ao suporte, a lâmina inferior
possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado no plano vertical( ângulo
de ataque) , o outro no plano horizontal(ângulo de corte). a lâmina superior que é presa ao
suporte tem um ângulo de corte de 30o seguindo sugestão de TUPPER (1998), lâmina inferior
está soldada em relação a direção de translacão e na direção ortogonal a translação no plano
horizontal num ângulo de 45º em relação à lâmina superior que é presa ao suporte, o objetivo
da lâmina inferior é cisalhar o solo numa composição de tensões que levem-no a se elevar
ocasionando o rompimento no ângulo natural de ruptura (KOOLEN e KUIPERS, 1983),
segundo UPADHYAYA et al. (1994), isto ocorre devido a interação solo/ferramenta que
condiciona o quantitativo grau de deformação suficiente para resultar em mecanismos de
falha. A lâmina inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado
no plano vertical (ângulo de ataque) de 45o e o outro no plano horizontal (ângulo de corte) de
15o, ambos para para redução da resistência a tração, GILL e VANDEN BERG (1968).
Segundo SOIL TECHNOLOGY GROUP OF UNIVERSITY OF WAGENINGEN
(2005), o “paraplow”foi desenvolvido no Reino Unido para descompactar camadas de solo,
sendo um implemento de pequena espessura, diferindo consideravelmente dos subsoladores e
escarificadore, suas hastes são inclinadas produzindo um ângulo dianteiro e lateral de 45 o,
Figura 3 , assim o solo é levantado e conforme o movimento de translação acontece existe um
fluxo sobre as pernas laterais onde as componentes de força fazem ocorrer a descompactação
52
ao longo de rupturas naturais resultantes da tensão do corte em vez de forças compressivas.
Devido a pequena espessura do “paraplow” os resíduos de cobertura do solo são pouco
movimentados.
Figura 2. Paraplow.
Figura 3. Paraplow em ação operacional (Soil technology group University of Wageningen, 2005)
Segundo SOIL TECHNOLOGY GROUP OF UNIVERSITY OF WAGENINGEN
(2005), o “paraplow” pode ser usado para: descompactar solos; manejo de solos com cultivo
53
reduzido, ou plantio direto quando necessário; solos que não tenham características
satisfatórias (facilidade de compactar-se) para sistemas de cultivo reduzido; solo que devam
manter-se permanentemente com cobertura vegetal. O “paraplow” deixa uma cobertura de
resíduos de 67 %, enquanto que o chamado "Chiselplow" deixa um cobertura de 36 %
(ERBACH et al, 1992).
Para promover a conservação do solo, BRAGANGANOLO (1993) menciona que o
cultivo deve buscar: (1) um aumento da cobertura do solo; (2) aumento da infiltração d'água
pelo aumento do distúrbio do subsolo. Foi constatado o aumento da infiltração de água no
solo, além da preservação da cobertura de resíduos utilizando-se o “Paraplow”(ERBACH et
al,1992). Os subsoladores comuns retiram a cobertura superior de resíduos, expondo o solo
para erosão (UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY, 2005).
O "Paraplow" e outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da
superfície superior do solo, preenchendo os requerimentos para um cultivo conservacionista.
Subsolagens profundas são limitadas pelos custos operacionais, pois o aumento da resistência
do solo é maior que o aumento da produção proporcionado pelo cultivo profundo
(HARRISON, 1990). Como mencionado por (BRAGANGANOLO, 1993), no presente
momento o "Paraplow" é o melhor equipamento de conservação de lavoura, mas requer uma
alta demanda de potência (TUPPER, 1998). CHANG (1994) em seus estudos laboratoriais do
"Paraplow", escarificador e subsolador averiguou que o "Paraplow" tem um índice específico
de tração mais alto. Então o chamado "Paraplow" é um subsolador com uma penetração
equivalente a relha de uma arado de aiveca, ou seja corta o solo horizontalmente em relação ao
sentido do movimento da ferramenta. Segundo VESETH (1987), o “paraplow” tem uma ação
de subsolagem similar ao arado de aiveca, exceto por deixar a superfície do solo sem distúrbio
e não invertendo o solo, seu propósito é descompactar o solo e outras camadas resistivas,
melhorando o crescimento das raízes, a infiltração de água e a drenagem. O solo cultivado
com o "Paraplow" é fraturado em zonas de fraqueza, ou seja, o solo é movimentado e não
invertido (ERBACH et al, 1992). Pequenas mudanças na profundidade de cultivo afetam as
forças de reação do solo (HARRISON, 1990). Para melhorar o "Paraplow", TUPPER (1998)
desenvolveu um novo modelo de "Paraplow" chamado subsolador parabólico de gaveta baixa,
que ele declarou possuir uma menor resistência à tração, melhorando o rendimento.
54
Foi constatado o aumento da infiltração de água no solo, além da preservação da
cobertura de resídiuos utilizando-se o “Paraplow”( ERBACH et al,1992).
O "Paraplow" e outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da
superfície superior do solo, preenchendo os requerimentos para um cultivo conservacionista.
Subsolagens profundas são limitadas pelos custos operacionais, pois o aumento da resistência
do solo é maior que o aumento da produção proporcionado pelo cultivo profundo
(HARRISON, 1990).Como mencionado por (BRAGANGANOLO 1993 ), no presente
momento o "Paraplow" é o melhor equipamento de conservação de lavoura, mas requer uma
alta demanda de potência ( TUPPER 1998 ).
O “paraplow” gera fraturas adicionais no solo porque o mesmo é elevado no momento
em que sua asa lateral passa, o que diminui a densidade aparente do solo, além do
“paraplow”deixar mais resíduos do que os escarificadores (GRIFFITH, 2005).
HAMILTON (2002) em experimentos de campo com solos ricos em argila numa série
temporal de 10 meses confirma que em subsolagens utilizando “paraplow” a densidade
aparente do solo é significativamente menor do que em tratamentos usando subsoladores de
haste comum.
Somente em escarificações com “paraplow” perfil de compactação de um solo
medido através de valores de índice de cone se mostra menor ao de uma área sem tratamento,
logo após a operação, valores críticos de índice de cone por volta de 2000 kPa são encontrados
a 70 mm de profundidade em um tratamento com subsolador de haste comum, enquanto que
no “paraplow”estes valores encontram-se abaixo de 180 mm (HAMILTON, 2002)
A ruptura do solo numa escarificação com “paraplow” se dá através de linhas de
fissuras que movimentam-se ao redor de zonas de revolvimento de solo, aparentemente
formando padrões de ruptura extensiva lateral (HAMILTON, 2002).
Segundo HAMILTON (2002) em experimentos de campo as subsolagens com
“paraplow” obtiveram a maior profundidade máxima de raízes, as raízes com profundidade
máxima vertical eram 24% maiores do que em subsolagens com subsoladores de 5 hastes, em
que ocorrem ação conjugada de ruptura.
ANKEN (2004), mostrou em um experimento de campo numa série temporal de 5 anos
que os tratamentos em que foram usados subsolagens com “paraplow” houve uma
produtividade significativamente maior.
55
“Paraplow” deixam muito mais resíduos na superfície do que qualquer outro sistema de
subsolagem (MURDOCK, 2005), segundo FORE (2004), os “paraplows” deixam na
superfície do solo de 80 a 90% do resíduos vegetais não frágeis, e 75 a 85% dos resíduos
vegetais frágeis. O “paraplow” permite que seja feito o plantio direto em condições não ideais,
pois combate a compactação evitando a erosão, mantendo os benefícios da cobertura vegetal
(UNITED STATES ENVIRONMENT PROTECTION AGENCY, 2005).
O “paraplow” é útil em situações de solo compactado ou em solos com a estrutura
instável, pois gera suficientes poros no corpo do solo permitindo a infiltração da água (
KAYOMBO e LAL, (1994), citado por FRIEDICH, 2005).
ALBIERO e CHANG (2000), realizaram testes experimentais com o “paraplow” o apresentado na Figura 2 , sendo que obtiveram os resultados apresentados na Tabela 4: Tabela 4. Resultados obtidos com o “Paraplow”, (ALBIERO E CHANG, 2000).
Valor Umid.
(%)
Densid. Solo
(g/cm3)
Índice Cone (kPa)
Fx (kgf)
Fy (kgf)
Fz (kgf)
Área Mobil. (cm2)
Taxa Corte
(cm3/s)
Consumo Específico (kW*s/m3)
Máximo 21 1,27 3260 135 25 44 282 5640 676 Mínimo 15 1,17 2370 83 10 31 198 3960 497 Média 18 1,22 2568 101 17 36 234 4686 605
Des.Padrão 2 0,04 280 25 6 6 38 772 70
56
2.10-Nova Ferramenta de Preparo de Solo Conservacionista “Paraplow” Rotativo
Para melhorar a performance do "Paraplow", CHANG (2002) desenvolveu um tipo
rotativo de "Paraplow", que é a fusão entre uma enxada rotativa vertical e um “paraplow”. A
enxada rotativa vertical possibilita uma melhor mobilidade do solo no subsolo, que permite
uma maior penetração da água, o "paraplow" apenas perturba o solo horizontalmente, sem
inverter o solo, mantendo na superfície do solo os resíduos da colheita, formando uma
cobertura (CHANG, 2001), a fonte principal de energia não é a força da barra de tração, mas
o torque fornecido pela tomada de potência do trator (TDP) (CHANG, 2000).
Segundo SILVEIRA (2001) uma Enxada Rotativa Vertical é constituída de lâminas
rígidas presas a rotores giratórios, cada rotor possuindo duas lâminas, esse rotor gira no eixo
vertical assegurando que camadas inferiores e mais úmidas não sejam elevadas a superfície, as
principais vantagens da Enxada Rotativa Vertical são o bom nivelamento do terreno,
conseguindo um destorroamento uniforme em apenas uma passagem, além de muito boa ação
de mistura do solo, assim como alto rendimento operacional, sua principal desvantagem é a
exigência de uma superfície do solo livre de resíduos vegetais.
Segundo CHANG (2004) a Enxada Rotativa Vertical é um equipamento de baixo
peso em relação aos sistemas de abertura de sulcos e corte de plantas daninhas das máquinas
de plantio direto atuais, que precisam de grande força vertical. Em geral o conjunto todo pesa
no máximo 5 kg. CHANG (2004) desenvolveu modelos que não necessitam de aplicação de
força vertical externa, reduzindo desta forma a compactação, mais de 90 % energia total
utilizada é proveniente da energia rotativa de uma Tomada de Potência, que tem uma
eficiência na utilização da energia superior a 90%, em contraposição aos sistemas atuais de
implementos de tração, onde somente a energia trativa atua, com uma eficiência em torno de
50%. CHANG (2004) mostrou que utilizando-se a tomada de potência (TDP), economiza-se
energia, diminui-se a compactação e melhora o preparo do solo.
57
Figura 4. Modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004).
Tabela 5. Sistema de Força para modelos de Enxadas Rotativas Verticais (CHANG, 2004) .
ENXADAS ROTATIVAS
Indice de Cone ± C.V. (kPa) (%)
Força de Tração ± C.V. (kN) (%)
Força Vertical ± C.V. (kN) (%)
Força Lateral ± C.V. (kN) (%)
Torque ± C.V (kN*m) (%)
MODELO 1 1732 ± 22.4 0,07 ± 22.3 0,09 ± 9.0 0,12 ± 14.4 0,054± 16.0
MODELO 2 2648 ± 22.1 0,07 ± 30.1 0,22 ± 19.0 0,12 ± 11.1 0,063 ± 6.9
MODELO 3 2758 ± 13.7 0,09 ± 26.6 0,17 ± 17.5 0,08 ± 19.7 0,045 ± 36.6
MODELO 4 2567 ± 13.7 0,07 ± 18.1 0,14 ± 7.8 0,04 ± 18.7 0,10 ± 8.3
Segundo SALOKHE (2003), as enxadas rotativas tem alto rendimento de trabalho,
são de fácil operação, e criam uma superfície do solo quase plana. Segundo KATAOKA
(2002), poucos estudos da dinâmica entre solo/lâmina de enxada rotativa tem sido conduzidos,
pois as ações dinâmicas de preparo de solo conduzidas pela enxada rotativa são muito
complexas, o solo é cortado de forma periódica e pode ter a direção mudada devido a rotação
da lâmina, estes fenômenos causam vibrações com várias componentes de freqüência, que
correspondem a variação da resistência ao corte do solo, assim são produzidas fissuras e
ondulações na superfícies dos torrões de solo, a abertura da superfície dos torrões de solo
freqüentemente apresentam fissuras periódicas perpendiculares a direção do corte, a descrição
da formação dessas fissuras é altamente complexa sendo necessário a utilização análise de
fractais.
Segundo CHANG(2002), o “Paraplow”, é um dos melhores equipamentos para
cultivo conservacionista, é largamente usado na América do Norte, sendo que o "paraplow" e
outros escarificadores foram projetados para reduzir os distúrbios da superfície superior do
solo sem embuchamento com resíduos, preenchendo os requerimentos para um cultivo
conservacionista, pois mantém os resíduos vegetais sobre a superfície do solo e escarifica a
subsuperfície.
O “Paraplow” Rotativo é constituído de três “paraplows” separados em 120o, estes
paraplows contam com as mesmas características do “paraplow” já descrito no item 2.9, e na
Figura 2 (CHANG, 2001), estas lâminas são soldadas num suporte superior circular com
58
furação específica de suportes de roçadoras, visando aumentar a rigidez da estrutura da
ferramenta as lâminas inferiores laterais foram prolongadas até um tubo de apoio ao centro
com diâmetro de 20 a 60 mm, este tubo tem a função também de conduzir adubo para a linha
de plantio preparada (ALBIERO e CHANG, 2000), Figura 5 .
Figura 5. Paraplow Rotativo. ALBIERO e CHANG (2000) afirmam que o “Paraplow” rotativo pode ser utilizada no
preparo de linhas de plantio para o sistema de plantio em faixas. CHANG (2002) considerando
os ótimos resultados da nova ferramenta de preparo de solo “Paraplow” Rotativo, propôs um
novo Sistema de Cultivo Conservacionista: CULTIVO CONSERVACIONISTA EM FAIXAS
COM “PARAPLOW” ROTATIVO, que tem como principal característica uma boa
preparação subsuperficial da linha de plantio, deixando a cobertura de resíduos intacta sobre o
sulco, além de manter a superfície pouco movimentada. Dessa forma são aliadas as ótimas
característica de conservação do solo do Plantio Direto, com a grande produção alcançada pelo
sistema convencional de plantio.
No sistema de cultivo em faixas o habitat da flora e fauna do solo é apenas
parcialmente destruído (GEISSEN, 2003). O cultivo em faixas influência na porosidade total
do solo, na densidade aparente e principalmente na taxa de infiltração em relação ao plantio
direto, sendo sensivelmente superior (GEISSEN, 2003). HARTE e HORN (1992), citados por
59
GEISSEN (2003), observaram um significativo aumento na quantidade de macroporos depois
do cultivo em faixas com enxada rotativa.
LICHT (2005) afirma que um dos principais desafios no sistema de plantio direto é se
adequar a solos pobrementes drenados, ou de solos com propriedades físicas e químicas que
necessitem de alguma medida corretiva de preparo de solo, sendo que o preparo em faixas,
pode ser uma solução creando uma condição ideal de cama de sementes para a emergencia,
tendo potencial pela combinação dos benefícios do cultivo convencional e do plantio direto,
pelo distúrbio da linha de plantio, deixando a entrelinha sem distúrbio e com a cobertura
vegetal completa. O cultivo em faixas também oferece soluções para solos pela melhoria da
cama de sementes em solos pobremente drenados.
Segundo LICHT (2005) o plantio direto aumenta significativamente a compactação do
solo comparado a outros sistemas de cultivo na profundidade de até 10 cm, sendo que o
aumento da compactação está ligado diretamente ao aumento da resistência a penetração
oferecida as raízes das plantas. CROISSANT et al. (1991), citado por LICHT (2005)
determinou que solos compactados no sistema de plantio direto reduzem a produção de feijão
em 26% em relação a solos não compactados.
LICHT (2005) mostra que o cultivo em faixas conserva a umidade do solo tanto quanto
o sistema de plantio direto, em relação a resistência a penetração nas camadas superficiais do
solo até 10 cm, o cultivo em faixas tem o mesmo nível de resistência a penetração que o
plantio direto, e nas camadas inferiores 10 cm tem menores níveis.
O Novo Dragão adotará os sistema de plantio em faixas com “Paraplow” Rotativo,
além de utilizar como fonte primária de energia a Tomada de Potência de um Micro-Trator,
que tem uma eficiência muito maior do que a tradicional potência de tração, segundo ASAE (
1997) o que subentende um menor consumo de combustíveis, poluindo menos o meio
ambiente (MACIEL, 2004).
ALBIERO e CHANG (2001) comenta que o “Paraplow” Rotativo pode ter
adicionada outra função, a função de cultivador mecânico, Figura 6 , com capacidade de
penetrar no solo e cortar as raízes das plantas daninhas, mantendo os resíduos na superfície,
pois a força centrífuga resultante da rotação do equipamento no sentido ortogonal ao
movimento de translação da ferramenta não misturam os resíduos verticalmente.
60
Figura 6. “Paraplow” Rotativo e Cultivador Rotativo. O “Paraplow” Rotativo com Cultivador foi inicialmente apresentado no
“International Agricultural Engineering Conference, 2002, na China (CHANG, 2002). O
princípio de construção foi patenteado no Brasil (PI 0204930-9) e na China (In 0215566). O
conceito básico do "Paraplow" Rotativo com cultivador é realizar, em uma só passagem, 5
funções (corte de plantas daninhas, homogeneização da cobertura de resíduos, preparo da faixa
de plantio, escarificação do solo, e distribuição de fertilizantes) relacionadas com o preparo do
solo, plantio e cultivo mecânico.
Segundo MACIEL e ALBIERO (2005), propósito do “Paraplow” Rotativo é ser uma
nova ferramenta de preparo da linha de plantio, enfocado na prática conservacionista plantio
em faixas para ser adotada em máquinas de plantio, mantendo os resíduos na superfície do
solo, e aumentando o distúrbio da subsuperfície, cortando as plantas daninhas, gerando maior
porosidade na faixa de plantio, e distribuindo fertilizantes, pretende-se atingir este objetivo
utilizando-se do "Paraplow" que é um dos melhores equipamentos de conservação de solo,
mas requer uma alta demanda de potência.
MACIEL e ALBIERO (2005) testaram vários modelos de “Paraplows” Rotativos,
uma enxada rotativa vertical e um “paraplow”convencional, mostrados na Figura 7 , e nos
Gráficos 4, 5, 6, em caixa de solo e em campo. Nos testes na caixa de solo foi constatado que a
Enxada Rotativa Vertical não tem reação vertical suficiente para penetrar no solo no início da
operação, significando que é necessária a aplicação de uma força externa grande para que haja
esta penetração, já o "Paraplows" Rotativos, tem uma expressiva força vertical possibilitando
uma penetração automática devido a sua geometria que tem ação de rosca sobre o solo,
eliminando assim a necessidade de uma força externa para sua penetração.
61
Nos testes na caixa de solo com condições controladas de compactação, densidade e
umidade ( 2500 kPA, 1,1 a 1,2g/cm3, e 18 %) foi constatado que a Enxada Rotativa Vertical
não tem reação vertical suficiente para penetrar no solo no início da operação, significando
que é necessária a aplicação de uma força externa grande para que haja esta penetração, já o
"Paraplows" Rotativos, tem uma expressiva força vertical possibilitando uma penetração
automática devido a sua geometria que tem ação de rosca sobre o solo, eliminando assim a
necessidade de uma força externa para sua penetração. O "Paraplow" Rotativo Modelo 1 não
teve sucesso em campo, pois raízes e resíduos enrolaram-se na ferramenta. O "Paraplow"
Rotativo Modelo 2, foi desenvolvido tentando-se evitar o problema das raízes, mas teve
grande consumo energético, portanto sua geometria foi abandonada. Os "Paraplows" Rotativos
Modelos 3 e 4 obtiveram resultados satisfatórios tanto em campo como na caixa de solo, sendo
possível optar-se entre dois modelos com diferentes diâmetros do tubo central (60 ou 25 mm),
o modelo de menor diâmetro tem um consumo energético 21% menor em relação ao de
diâmetro maior, foi constatado que para estas geometria o limite de distância entre facas
verticais é de 170 mm, menores valores acarretam o enrolamento de raízes e resíduos. O
"Paraplow" Rotativo Modelo 5 teve o melhor resultado na caixa de solo, no entanto não
obteve bom desempenho no campo, pois a geometria curva da lâminas aumentou o
enrolamento de raízes e resíduos. O "Paraplow" Rotativo Modelo 6 teve ótimo desempenho
operacional em campo, sendo que foram possíveis distâncias entre lâminas entre 100 e 50 mm,
não ocorrendo enrolamentos de resíduos e raízes, no entanto este modelo teve um alto
consumo energético como constatado pelos Gráfico 4, Gráfico 5, Gráfico 6. Em todos os testes
foi possível averiguar que os "Paraplows" Rotativos mantém a cobertura de resíduos sobre o
sulco. O "Paraplow" de Tração tem menor consumo energético, mas sua função não é preparar
uma linha de plantio, mas subsolar o solo, para trabalhar área equivalente aos "Paraplows"
Rotativos são necessários um par de "Paraplows" de Tração, portanto a requisição de força de
tração dobra, considerando a baixa eficiência no aproveitamento da energia de tração ( 50%),
tem-se perda de energia, além do sulco não estar preparado para plantio, (MACIEL e
ALBIERO, 2005).
62
Figura 7. “Paraplows” Rotativos avaliados.
MACIEL e ALBIERO (2005), afirmam que a junção de todos os componentes em
um eixo vertical rotativo possibilitou um equipamento de baixo peso em relação aos sistemas
de abertura de sulcos e corte de plantas daninhas das máquinas de plantio direto atuais, que
precisam de grande força vertical. O conjunto todo pesa no máximo 5 kg, e não necessita de
aplicação de força vertical externa, reduzindo desta forma a compactação do solo. Mais de 90
% energia total utilizada é proveniente da energia rotativa através da uma Tomada de
Potência, que tem uma eficiência na utilização da energia superior a 90%, em contraposição
aos sistemas atuais, onde somente a energia trativa atua, com uma eficiência em torno de 50%
(ASAE, 1997). O “Paraplow” funcionou bem com um micro-trator de 9 kW ( um “Paraplow”
Rotativo) e um pequeno trator de 22 kW (dois “Paraplow” Rotativos). Os sulcos produzidos
possuíam as interessantes características para o plantio em faixas de terem uma área superior
movimentada pequena, enquanto que a área inferior do sulco é grande, gerando uma seção
transversal trapezoidal bem preparada para o plantio, além de possuírem uma área de fissuras
no solo expressiva.
63
Potência Exigida pelas Ferramentas
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Enxada Rot.Vertical
Paraplow Rot.1
Paraplow Rot.2
Paraplow Rot.3
Paraplow Rot.4
Paraplow Rot.5
Paraplow Rot.6
ParaplowTrativo
Modelo de Ferramenta
Pot
ênci
a (k
W) Pot. Rotativa
Pot. Trativa
Gráfico 4. Potências requeridas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).
Potência Específica Requerida pelas Ferramentas
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Enxada Rot.Vertical
Paraplow Rot. 1 Paraplow Rot. 2 Paraplow Rot. 3 Paraplow Rot. 4 Paraplow Rot. 5 Paraplow Rot. 6 Paraplow Trativo
Modelo de Ferramenta
Pot
ênic
a E
spec
ífic
a (k
W/m
3/s)
Gráfico 5. Potência Específica Requerida pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).
64
Taxa de Corte da Ferramenta
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
Enxada Rot.Vertical
Paraplow Rot. 1 Paraplow Rot. 2 Paraplow Rot. 3 Paraplow Rot. 4 Paraplow Rot. 5 Paraplow Rot. 6 Paraplow Trativo
Modelo de Ferramenta
Tax
a de
Cor
te (
m3/
s)
Gráfico 6. Taxa de corte alcançadas pelos “Paraplows” Rotativos, (MACIEL e ALBIERO, 2005).
65
2.11-Conceitos Básicos de Avaliação de Máquinas de Preparo de Solo
Segundo MIALHE (1996), avaliação de máquinas de preparo de solo tem por
finalidade intrínseca a mensuração das mudanças ocorridas no solo, resultantes da aplicação
de forças pelos órgãos ativos (ferramentas) das máquinas e implementos de preparo de solo,
que se caracterizam pela aplicação orientada destas forças sob diferentes condições
edafoclimáticas, essa mensuração abrange medidas de ordem qualitativa, quantitativa e de
eficiência operacional.
Segundo MIALHE (1974), desempenho operacional é um complexo conjunto de
informações que definem, em termos qualitativos e quantitativos, os atributos da maquinaria
agrícola quando executam operações sob determinadas condições de trabalho. De acordo com
MIALHE (1996), a avaliação de desempenho de máquinas pode ser entendido como fontes
supridoras de dados para tomada de decisão sobre manejo adequado, seleção racional e
garantia de qualidade. HUNT (1986) citado por GOMES e MACIEL (2002) relata a grande
importância nos estudos voltados para a avaliação de desempenho operacional de máquinas
agrícolas. O autor comenta que principalmente na agricultura, necessita-se contar com uma
espécie de sensibilidade e as condições meteorológicas; devendo portanto, realizar as
operações com um mínimo de desperdício e com uma máxima eficiência.
Segundo DALLMEYER (1983) citado por MELLO e MAGALHÃES (1993) existem
poucos países em que são realizados ensaios de campo de equipamentos de preparo de solo,
não existindo normas de ensaio internacionais.
GOMES e MACIEL (2002) afirmam que inúmeros são os trabalhos voltados para a
área de avaliação do desempenho de máquinas e várias são as formas de avaliação,
principalmente quantitativa. Com relação à avaliação qualitativa, SMITH (1993) citado por
GOMES e MACIEL (2002) comenta que este método de avaliação permite que se agrupem e
examinem informações distintas, que escapam à maioria das formas de medição precisa.
GOMES E MACIEL (2002) descrevem que dados provenientes desses métodos ajudam a
validar medidas quantitativas. A análise qualitativa é um bom primeiro passo, particularmente
em programas novos ou em desenvolvimento. Para conhecer uma escala de medida para um
fenômeno qualitativo, o pesquisador deve considerar o referencial teórico relativo à
mensuração de eventos qualitativos e as características de seu objeto de estudo. A
66
representação numérica deve sugerir o que sejam as manifestações esperadas desse objeto,
segundo o universo e conhecimento disponível sobre ele.
Neste trabalho os parâmetros utilizados para a avaliação do preparo do solo são:
rugosidade superficial do solo; resistência a penetração; coesão e atrito interno do solo; área
mobilizada; empolamento do solo; densidade aparente do solo; caracterização da estrutura do
solo; estabilidade de agregados do solo; e teor de água do solo
ROSA (1997) afirma que a qualidade do trabalho de preparo de solo dentro de uma
área pode ser avaliado através da determinação da superfície de partículas por volume de solo,
além de medidas de densidade aparente antes e depois do processo de corte.
Segundo extensa revisão de MEDEIROS (2002), a influência do sistema de preparo e
manejo sobre uma série de características físicas do solo tem sido investigada por vários
autores (GUIMARÃES, 2000, DE MARIA et al., 1999, URCHEI et al., 1996, CASTRO,
1995, LUCARELLI, 1997, DANIEL et al., 1996), e os parâmetros mais estudados são os que
afetam a capacidade de armazenamento de água no solo como a textura, a estrutura, a
porosidade e a densidade. Conseqüentemente, o consumo de água pelas plantas e o manejo da
irrigação, os quais são dependentes da capacidade do solo em armazenar e distribuir a água na
zona radicular, também são afetados pelo sistema de preparo e manejo dado ao solo.
BENEZ (1983) citado por FIGUEIREDO e MAGALHÃES (1991), sugere que as
pesquisa que envolvem operações de cultivo mínimo sejam feitas avaliações que considerem
os parâmetros importantes para a operação avaliada, tais como: registro de plantas invasoras, e
características do solo após a operação. FIGUEIREDO e MAGALHÃES (1991), afirmam que
a cobertura do solo por resíduos da cultura anterior desempenha um papel fundamental na
conservação do solo e da águas.
MELLO e MAGALHÃES (1993), descrevem qeu a rugosidade na superfície em um
solo preparo do influência a quantidade de água que pode ficar retida nas depressões durante e
após uma chuva, as pequenas depressões retêm por mais tempo a água empoçada na superfície
retardando o início do escoamento, além disso reduzem a velocidade e a energia cinética do
escorrimento, diminuindo assim o arraste e a dispersão de agregados pela enxurrada. A
rugosidade superficial é relacionada com a facilidade com que se formam crostas superficiais
durante um chuva, à resistência destas crostas e as trocas de calor entre o solo e a atmosfera
(SOUZA (1983), citado por MELLO e MAGALHÃES (1993))
67
Segundo ALMARAS et al. (1966) citado por MELLO e MAGALHÃES (1993),
existem dois tipos de rugosidade produzidos por máquinas e implementos de preparo de solo:
1- Rugosidade orientada, causada por sulcos ou camaleões e por ondulações no relevo como
leivas de aração ou sucos de escarificador; 2- Rugosidade aleatória, que é uma ocorrência
casual de picos e depressões na superfície do solo, sem que se possa distinguir a direção em
que a operação foi realizada. Segundo MELLO e MAGALHÃES (1993), operações de
preparo secundário como gradagens, cultivações e aplainamento reduzem a rugosidade e a
cobertura do solo obtidas no preparo primário, a rugosidade superficial tende a decrescer
naturalmente pelo impacto da chuva, secagem, umidecimento do solo e pela erosão.
DALLMEYER et al. (1989) citado pro MELLO e MAGALHÃES (1993), concluiu
que: o índice de rugosidade pode ser aplicado para estudos das relações máquina/solo;
diferentes ferramentas podem trazer efeito similar na rugosidade superficial; e que o teor de
água do solo no momento do preparo afeta significativamente a rugosidade superficial,
aumentando pouco com baixos teores e linearmente com o aumento do teor de água, acima do
limite plástico do solo; a porosidade do solo afeta a rugosidade de maneira inversamente
proporcional; maiores resistências do solo aumentam a rugosidade quando o solo está com
baixo teor de água no momento da operação.
Os resultados experimentais sugerem que uma metodologia com sucesso para prever
as características de deformação do solo em termos de umidade do solo e densidade aparente
deveria ser baseada no índice de cone do solo, pois a resistência do solo a penetração de
ferramentas depende da mecânica do solo, e das propriedades físicas do mesmo, que afetam o
grau de compactação, densidade aparente e umidade, portanto uma forma simples de se
comparar as condições do solo para estudos de tração de ferramentas é a determinação do
Índice de Cone, (WELLS, 1978). O índice de cone é uma medida de resistência a penetração
de um perfil de solo de um cone circular reto, e é computado como um valor médio para um
intervalo de profundidade (KNIGHT e FREITAG, 1962). Penetração no solo pode ser descrita
como a composição de comportamentos relativos ao solo que usualmente falha pela
combinação de corte, deformação, compactação e fluência (plasticidade) deste solo. Estes
comportamentos estão diretamente relacionados com a umidade e a densidade deste solo,
(GILL e VANDEN BERG, et al, 1968).
68
Ponto importante a ser analisado é a relação entre a fricção e adesão do solo com o
material da ponta do penetrômetro. A experimentação mostra que o coeficiente de atrito é:
independente da carga normal; independente da área da superfície e independente da
velocidade de deslizamento, no entanto nenhuma destas condições é completamente
verdadeira para o solo, mas representam a combinação de comportamentos, propriedades e
fatores relativos a este solo (GILL e VANDEN BERG, et al, 1968). Fator que afeta o atrito do
solo contra outro material é a adesão, relacionada diretamente com a umidade do solo, seus
efeitos aumentam a força necessária para deslizar uma superfície de metal contra o solo,
assim a adesão é interpretada como uma mudança do coeficiente de atrito, experimentalmente
esta mudança gera um coeficiente aparente de atrito maior do que o coeficiente verdadeiro de
atrito (GILL e VANDEN BERG, et al, 1968).
Segundo MELLO e MAGALHÃES (1993), a análise dos valores da resistência à
penetração ao longo do perfil do solo, antes e depois do preparo pode ser usada para verificar a
grau de mobilização do solo, identificar camadas e maior resistência, determinar a eficiência
residual de implementos, e avaliar o potencial para desenvolvimento de raízes.
AYRES e PERUMPRAL (1982) citados por MELLO e MAGALHÃES (1993) afirma
que o valor máximo para o índice de cone é obtido a um teor de umidade específico para cada
tipo de solo, sendo que este valor aumenta com o aumento no teor de argila do solo.
O índice d cone é afetado pelo sistema de preparo de solo, existindo variação em
função do tipo de solo, os métodos que apresentam maior mobilização apresentam menor
resistência a penetração e maior zona para desenvolvimento de raízes (MELLO e
MAGALHÃES, 1993).
PAYNE (1956) citado por MACIEL (1993) reportou que a coesão é a propriedade do
solo para a qual é mais sensitivo a força de tração, variando entre uma faixa defijida e sendo
proporcional à profundida de trabalho, sendo que as forças de coesão e densidade global do
solo constituem as componentes da chamada pressão passiva do solo sobre o implemento.
MACIEL (1993) estabelece que a resistência do solo ao cisalhamento compõe-se
basicamente de duas componentes: o ângulo de atrito interno e a coesão. Quanto maior a
atividade da argila, maior será a contribuição da coesão à resistência do solo ao cisalhamento,
devido ao valor máximo desta ser proporcional ao índice de plasticidade do solo. LARSON e
ALMARAS (1971) citados por MACIEL (1993) verificaram que o ângulo de atrito interno do
69
solo e a coesão aumentam com o acréscimo da densidade global; diminuem com o aumento do
teor de água.
MACIEL (1993) afirma que a interação ferramenta/solo deve-se a dois fenômenos: a
resistência do solo ao cisalhamento e o atrito solo/metal que aumenta com o aumento da taxa
de cisalhamento; a força requerida para acelerar o solo até certa velocidade depende da
velocidade da ferramenta e da geometria de ruptura do solo.
A resistência de um solo à deformação por compressão ou deformação por
cizalhamento está determinada, segundo ASHBURNER e SIMS (1984) citado por MAIA e
DANIEL (1999), por sua resistência mecânica, que consiste em dois componentes: resistência
coesiva e resistência friccional. Os valores variam consideravelmente e dependem do conteúdo
de umidade, tamanho das partículas, tamanho e forma dos agregados e o grau de consolidação.
Estes fatores existem em tantas combinações que somente a medição direta dos componentes
de coesão e fricção podem permitir predizer a resistência verdadeira de um solo em uma
determinada condição. O conceito de atrito entre sólidos está fundamentalmente ligado ao
movimento: o atrito surge quando se verifica tendência ao movimento. Tendo em conta que só
há movimento, por ação de forças, pode-se entender, segundo BARATA (1984) citado por
MAIA e DANIEL (1999), o atrito como sendo uma força resistente que se opõe à força
provocadora do deslocamento. Sob a denominação genérica de atrito interno de um solo,
inclui-se não só o atrito físico entre suas partículas, como o atrito fictício, proveniente do
entrosamento de suas partículas; nos solos não existe uma superfície nítida de contato, ao
contrário, há uma infinidade de contatos pontuais (CAPUTO, 1973) citado por MAIA e
DANIEL (1999). Do ponto de vista mecânico, é conveniente definir os esforços aos quais está
sujeito um solo, em termos de tensão, compressão e corte por cizalhamento. Qualquer sistema
de esforços complexos pode sempre resultar nestes três tipos de forças. O corte do solo em
função de uma ferramenta de preparo depende dos parâmetros de resistência na superfície de
corte, que consiste de uma interface solo/solo e outro normalmente de solo/metal
(ASHBURNER e SIMS, 1984) citado por MAIA e DANIEL (1999). Conforme expõe
MACIEL (1993), a resistência é definida como sendo a tensão de cizalhamento atuante sobre
o plano principal de ruptura, durante a ruptura. Na mecânica dos solos, é usualmente assumido
que a tensão de cizalhamento é dada pelo critério de ruptura de Mohr-Coulomb. Conforme a
equação de Coulomb, a resistência ao cizalhamento de um solocompõe-se basicamente de
70
duas componentes: a coesão e o atrito interno (MACIEL, 1993). A coesão em um solo pode
ser definida como sendo a força que mantém ligações sólido-sólido ou líquido-líquido, devido
a atração entre as moléculas semelhantes. A coesão é aquele estado que a fração argilosa
empresta ao solo, pela qual o mesmo se torna capaz de se manter coeso, em forma de torrões
ou blocos, ou pode ser cortado de diversas outras maneiras mantendo essa geometria. De
forma geral, pode-se definir coesão como a resistência ao cisalhamento de um solo, quando,
sobre ele, não atua pressão externa alguma.
Em grande parte os tamanhos dos agregados do solo se deve a presença de matéria
orgânica no solo, sendo bem aceito que a dinâmica dos agregados do solo controla
significativamente a dinâmica de Carbono orgânico do solo (PLANTE e MCGILL, 2002)
BARZEGAR (2004) afirma que a preparação de uma cama de sementes através do
preparo do solo auxilia a uma rápida emergência de sementes, pois possibilita a penetração das
raízes das plantas profundamente no solo, sendo essencial que a distribuição dos tamanhos dos
agregados do solo esteja de acordo com as necessidades da cultura
A quebra do solo em torrões de agregados de diferentes tamanhos é influenciada por
diversos fatores: propriedades intrínsecas do solo; condições climáticas; e tipo de ferramenta,
conteúdo de argila; conteúdo de matéria orgânica; estrutura do solo antes da operação; teor de
água no solo; capacidade de troca de cátions; rotações de culturas; e sistema de cultivo
(BARZEGAR, 2004).
COULOUMA (2005) afirma que a profundidade do preparo do solo influencia muito a
estrutura do solo que depende essencialmente da quantidade de água no solo, do tipo de solo e
do tipo de preparo de solo.
A agregação do solo pode ser medida através das metodologias do diâmetro médio
ponderado, do diâmetro médio geométrico e do índice de estabilidade de agregados, cada um
destes índices tem um propósito diferente: O diâmetro médio ponderado avalia a estabilidade
dos agregados em simulação de processos de erosão; o diâmetro médio geométrico estima ao
tamanho do agregado mais freqüente em relação a classes de agregados; e o índice de
estabilidade de agregados mede a agregação total do solo em função de classes de distribuição
de tamanhos de agregados (CASTRO et al., 2002).
CASTRO et al. (2002), expões que a agregação do solo é influenciada por seis fatores:
1-capacidade de floculação e natureza dos cátions presentes; 2- quantidade de alumínio e pH
71
do solo; 3-mineralogia do solo; 4- tipos de ácidos orgânicos presentes; 5-interação e formação
entre partículas, matéria orgânica e cátions do solo; 6- microbiologia presente no solo e tipos
de microorganismos em atividade. Sendo que o fator mais importante para melhorar a
agregação do solo é a quantidade de matéria orgânica presente.
Segundo WRIGTH (2005), para se ter estabilidade na matéria orgânica (Carbono
orgânico e Nitrogênio Orgânico) do solo por longo tempo, o solo deve manter grandes frações
de agregados de grande dimensão, no entanto desde que agregados de grandes dimensões são
menos estáveis do que os de pequeno tamanho, sua estabilidade deve ser gerenciada por
práticas de cultivo reduzido e gerenciamento de resíduos.
GUERIF (2001) afirma que aproximações pela teoria de fractais (espaços vetoriais
complexos racionais, e estocásticos), provêm descrições melhores da distribuição de torrões,
agregados e formas das camadas cultivadas.
PAGLIAI (2004) afirma que para avaliar os impactos do gerenciamento de práticas de
preparo de solo é necessário quantificar as modificações da estrutura do solo, que é uma das
mais importantes propriedade afetadas pela produção de culturas.
Os resultados de freqüentes cultivos sem a adoção de práticas conservacionistas resulta
em degradação do solo através da desagregação da estrutura do solo, compactação do solo,
perda de estabilidade estrutural, formação de crostas, que impedem a ligação entre poros, estes
fatores reduzem a infiltração de água aumentando a formação de enxurradas
conseqüentemente a erosão (PAGLIAI, 2004).
Em geral nos solos a manutenção de sua estrutura depende da dinâmica do ciclo da
matéria orgânica no solo, um enriquecimento de matéria orgânica gera um aumento da
atividade biológica e concominantemente um aumento do tamanho e estabilidade dos
agregados, a caracterização a estrutura do solo pode ser definida como o arranjo espacial
heterogêneo das partículas do solo, dos agregados, e dos vazios, o tamanho, a forma, e a
estabilidade dos agregados em solos cultivados pode ser grandemente modificado por práticas
de manejo de cultivo e rotação de culturas (CARTER, 2004).
Segundo JAVAREZ e BONI (1996), a susceptibilidade do solo a lixiviação, erosão e
outros impactos está muito ligada a sua estrutura, sendo um reflexo dos impactos positivos ou
negativos das práticas de manejo adotadas, em geral o cultivo do solo altera sua estabilidade
72
de agregados e diminui a quantidade de matéria orgânica no solo, o que torna a agregação do
solo uma importante característica em se tratando de preparo do solo.
Diversos constituintes orgânicos e inorgânicos participam da união de partículas do
solo, senod a interação entre microorganismos, raízes, polímeros e partículas minerais os
responsáveis pela origem dos macro e microagregados, base da estrutura do solo, a
importância relativa destas substâncias agregantes varia muito dependendo das condições
ambientais sob a qual os agregados se formam (JAVAREZ e BONI, 1996).
CARPENEDO e MIELNICZUK (1990) citados por JAVAREZ e BONI (1996), afirma
que o diâmetro médio ponderado tem sido influenciado por diferentes teores de matéria
orgânica, pela atividade biológica, pelas oscilações de temperatura e teor de água, porém
quando ocorre compactação extrema os demais efeitos parecem ser minimizados.
Segundo LONGO e ESPINDOLA (1999), os microorganismos participam da
agregação, aproximando as partículas do solo e produzindo polissacarídeos e outras
substâncias orgânicas que atuam como cimento.
O estado de agregação do solo, segundo FREIRE (1972) citado por MAIA e
DANIEL (1999), tem especial importância no estudo das propriedades físicas, podendo ser
uma limitação para o desenvolvimento vegetal, mesmo nos solos que apresentem condições
ideais de fertilidade. Esta agregação, continua FREIRE (1972) citado por MAIA e DANIEL
(1999), está sujeita às alterações devidas aos fenômenos naturais e ao sistema de manejo a que
o solo estiver submetido. A agregação das partículas do solo não têm influência direta sobre o
desenvolvimento do sistema radicular das plantas, mas, segundo MENDES (1982) citado por
MAIA e DANIEL (1999), pode ser considerada importante quando provoca modificações no
espaço poroso do solo, alterando desta forma, o ambiente físico e químico no qual as raízes se
desenvolvem. O efeito imediato no uso de um implemento de preparo do solo é o
revolvimento, maior ou menor, provocado pelo órgão ativo, resultando numa modificação do
tamanho e distribuição dos torrões, aumento de volume e porosidade e, consequentemente,
modificação do comportamento térmico, hídrico, químico e biológico do solo (ORTOLANI,
1989) citado por MAIA e DANIEL (1999).
GILL e VANDEN BERG (1968) salientam que quando uma ferramenta avança sobre
o solo, este reage de maneira contrária, conforme suas condições. Esta relação solo/ferramenta
provoca condições diferenciadas, principalmente quando o grau de aplicação é intenso, como
73
no caso da agricultura usualmente praticada nas diversas regiões dos cerrados. ABRÃO et al.
(1979) citado por MAIA e DANIEL (1999), comparando o efeito de métodos de preparo do
solo sobre algumas características físicas de um Latossolo Roxo distrófico encontraram maior
índice de estabilidade de agregados em água, em sistemas com menor mobilização. Segundo
KLEIN (1990) citado por MAIA e DANIEL (1999), diversos fatores afetam a distribuição do
tamanho de agregados no solo: teor de umidade, textura, densidade do solo e, principalmente,
o tipo de ferramenta e sua forma de ação. THIEN (1976), citado por MAIA e DANIEL (1999)
estudando o comportamento de agregados conforme diferentes tipos de manejo, salienta que
agregados pequenos ou quebrados tendem a diminuir os macroporos no solo superficial,
reduzindo, assim, o movimento de ar e água no solo.
O comportamento mecânico do solo é governado por diversos fatores: tipo de solo;teor
de água; matéria orgânica; e densidade aparente. Entre estes um dos fatores mais importantes
na avaliação de máquinas de preparo de solo é a densidade aparente, que afeta não somente a
natureza da deformação e a falha que ocorre, mas também o requerimento de tração exigido,
quanto maior a densidade aparente maior a resistência ao cisalhamento do solo, sendo que
estes comportamentos conjugados dependem da relação densidade/teor de água, outros
parâmetro influído pela densidade aparente é o coesão e adesão do solo que dependem do
coeficiente de atrito interno do solo, que relacionam-se com a densidade do solo (MOUAZEN,
2002).
Segundo MOUAZEN (2002), a densidade aparente do solo tende indicar os espaços
vazios da matriz do solo, que tem importante papel na resistência ao cisalhamento do solo,
assim conhecer a densidade aparente de camadas de solo agrícola é importante, pois a
deformação do solo e a mudança de volume deste sobre cargas de cisalhamento variam em
função da densidade.
KIEHL (1979) afirmam que a densidade global é variável para um mesmo solo,
alterando-se de acordo com sua estruturação. Afirmam, que o manejo incorreto de um solo de
cultura pode provocar a compactação, alterando a estruturação e, consequentemente, a
densidade global. Salienta também que, a estrutura influencia o desenvolvimento das plantas
de várias maneiras, como: reguladora da aeração; armazenamento e circulação de água;
penetração das raízes; disponibilidade de nutrientes; atividade micro e macrobiológica; e,
74
temperatura do solo. CORRÊA (1984) citado por MAIA e DANIEL (1999), afirmam que as
mudanças da densidade do solo, além de afetarem a quantidade de água disponível e a
capacidade de armazenamento, influenciam fortemente a permeabilidade e a penetração de
raízes. CASSEL (1982) citado por MAIA e DANIEL (1999) salienta que uma das
propriedades físicas que quase sempre é alterada pelo preparo é a densidade do solo,
facilmente mensurada e comumente relatada nos estudos de campo e laboratório. Densidades
em camadas recém preparadas com excesso de umidade tendem a aumentar, principalmente
quando associada à falta de cobertura do solo. CORRÊA (1985) citado por MAIA e DANIEL
(1999) , estudando a influência de três diferentes métodos de preparo (convencional, enxada
rotativa e plantio direto) sobre as propriedades físicas de um Latossolo Amarelo muito
argiloso, detectou alteração na densidade global, cujos valores foram superiores quando
comparados aos de floresta virgem. Observou que, quando se deu a maior mobilização no solo
durante o preparo da área, os valores de densidade foram menores. A variável densidade do
solo é importante no estudo da relação solo/planta.
Segundo JAVAREZ JR. e BONI (1996), a densidade do solo é uma medida muito útil
a se tomada quando se pensa em manejo do solo, pois a compactação superficial do solo tem
sido apontada como sendo uma conseqüência da mecanização, comparando-se a densidade
aparente do solo nos sistemas de preparo de solo convencional e plantio direto observa-se que
o plantio direto apresenta um aumento significativo da densidade, em função do não
revolvimento do solo.
A umidade do solo é um dos atributos que têm sido muito estudado pelos
pesquisadores da área de solos, como (REICHARDT (1985), RIBEIRO JUNIOR (1995) e
JORGE (1985)), citados por MAIA e DANIEL (1999), dentre outros muitos, a umidade do
solo é muito importante na predição da reação do solo ao preparo. Ao tracionar uma
ferramenta para preparar o solo em condições úmidas, existe grande tendência à compactação,
com aumento da resistência do solo. Preparo em solo argiloso em condições seco, resulta em
quebra de grandes massas de solo. Portanto, este deve ser preparado com teor adequado de
água para produzir tamanho adequado de torrões e requerer um mínimo de esforço para as
operações.
MAIA e DANIEL (1999) afirmam que a influência do teor de umidade no preparo do
solo pode ser considerado, do ponto de vista dos seus efeitos, um fenômeno importante no
75
transporte e armazenagem da água, porque se não houver entrada de água no solo, certamente
esta não pode ser armazenada. DENARDIN (1984) citado por MAIA e DANIEL (1999)
afirma que preparos de solos realizados sistematicamente com implemento operando à mesma
profundidade e com teores elevados de umidade são fatores condicionantes de sua
desestruturação. A operação agrícola, seja ela qual for, se efetuada quando o solo estiver com
teor de umidade inadequado, provocará deterioração de suas condições físicas; o preparo
excessivo, produz um número muito grande de pequenos agregados, a formação de crostas na
superfície e uma drenagem inadequada, tanto na superfície como no subsolo. Estes fatores são,
segundo CAMARGO (1983) citado por MAIA e DANIEL (1999), as maiores causas de
compactação dos solos durante as operações agrícolas. Segundo CASTRO (1985) citado por
MAIA e DANIEL (1999), o teor de umidade ideal para o preparo do solo é aquele no qual as
necessidades de tração são mínimas e a ação que se pretende seja máxima. NIELSEN et al.
(1985), citado por JAVAREZ e BONI (1996) enfatiza que o teor de água tem distribuição
normal com a profundidade, sendo que a capacidade de retenção de água de um solo tem
ligação direta com o teor de matéria orgânica no solo.
Segundo ROSA (1997) o distúrbio do solo causado por uma ferramenta de preparo de
solo pode ser medido pela área da seção transversal do solo afetado pela ação da ferramenta,
não existe nenhum método padronizado para tal medida, em geral a velocidade não afeta a
área do solo que sofre distúrbio, no entanto foi notado que em altas velocidades o solo
adjacente a área que sofre distúrbio tem mais rupturas.
Um índice que pode ser utilizado para avaliar o distúrbio do solo é o grau de
empolamento, definido como a expansão que o solo sobre em operações de escavamento,
devido a mudança de densidade que ocorre depois do trabalho, neste caso mudanças de
densidade dependem principalmente das condições iniciais do solo trabalhado, do teor de água
e da geometria da ferramenta (ROSA, 1999).
76
2.12-Conceitos Básicos de Análise Dimensional
“O sucesso de qualquer investigação física depende
de uma judiciosa seleção do que deve ser observado
como de primeira importância, combinado com uma
voluntária abstração da mente daquelas características
que não se está avançado o suficiente para investigar.”
J. C. MAXWELL (1871).
Segundo LANGHAAR (1951), a análise dimensional trata das formas gerais das
equações que descrevem os fenômenos naturais. MACIEL (1993) expões que inúmeros
pesquisadores utilizam da análise dimensional para estudar implementos de preparo do solo,
isso se deve não somente ao fato de ser envolvido um número bastante elevado de variáveis,
mas também pela possibilidade de se trabalhar em laboratório utilizando modelos em escala
reduzida, empregando-se a teoria da similitude.
MACIEL (1993) em sua tese de doutorado provou que a análise dimensional:
“Estabelece qualitativamente a identificação dos parâmetros que influenciam no fenômeno de
preparo do solo, assim como determina quantitativamente a ocorrência do inter-
relacionamento dos parâmetros estabelecidos para este fenômeno.”
Segundo MURPH (1950) citado por MACIEL (1993), o conceito de similaridade é
válido baseado em duas hipóteses: 1- Algumas variáveis do sistema são independentes e todas
as outras, exceto as dependentes são redundantes; 2- tanto o modelo como o protótipo são
governados pelas mesmas leis físicas.
Propriedade essencial para a análise dimensional é o conceito de independência de
conjuntos. Segundo APOSTOL (1968), um conjunto de elementos considerado como um
espaço, ou sub-espaço linear S é chamado de dependente se existir um conjunto finito de
distintos elementos em S, ditos x1, ..., xk, e um correspondente conjunto de escalares ditos
c1,...,ck, não zeros, tais que respeitem a relação abaixo .
0*1
=∑k
ii xc Equação 1.
77
Se para todas as escolhas de distintos valores de x em S, os escalares c são iguais a
zero, diz que o espaço ou sub-espaço S é independente linearmente (APOSTOL, 1968).
MACIEL (1993) em extensa revisão (FREITAG et al. (1970), SCHAFER et al.
(1971), BARNES (1960), GHOSH (1976), VERMA e SCHAFER (1971), WADHWA (1980),
WISMER et al. (1976), JOHNSON et al. (1980), e THAUR e GODWIN (1989)), descreve que
tanto a aerodinâmica (aviões) como a hidrodinâmica (navios) utilizam extensamente a análise
dimensional, além de estudos de fenômenos de transporte (condução de calor) e mecânica dos
fluídos (condução de líquidos), não somente em modelos em escala, mas também em cálculos
computacionais avançados, este fato se deve principalmente a: complexidade extrema dos
modelos tratados e pelo nível de interesse e apoio (técnico e financeiro) destas áreas. Embora a
dinâmica do solo seja tão complexa quanto estas áreas da engenharia, esta disciplina não tem
um aporte financeiro tão grande, além de possuir uma grande variabilidade do meio em que se
insere (condições de contorno), pois a variabilidade espacial dos solos é extrema, enquanto a
aerodinâmica se preocupa somente com o ar, e a hidrodinâmica com a água (meios previsíveis,
controlados e de comportamento constante ou de variação linear ou variavelmente conhecida
(exponencial, assintótica, etc.)). Devido a este fator as primeiras tentativas de se aplicar
análise dimensional em estudos de dinâmica do solo foram infrutíferas, este fato aconteceu
devido a simplificação de propriedades intrínsecas ao solo, no entanto após diversos estudos,
com o maior conhecimento da variabilidade dos parâmetros dinâmicos do solo (resistência ao
cisalhamento, atrito solo/metal, teor de água, coesão, adesão, ângulo de atrito interno, etc.) as
aproximações se tornaram muito precisas e de grande acurácia.
MACIEL (1993) esclarece que a análise dimensional é um método de dedução lógica
dos grupos de variáveis envolvidas em um processo, aplicando conhecimentos básicos de
álgebra linear em espaços e subespaços lineares independentes com dimensões coerentes
dimensionalmente, que se fundamenta em dois axiomas principais: 1- somente existe um
estado de igualdade entre duas grandezas que tenham as mesmas dimensões (princípio da
homogeneidade); 2- a razão entre duas grandezas é independentes da unidade em que são
medidas, desde que empregue a mesma unidade para ambas.
A análise dimensional para ser válida tem que respeitar as definições e axiomas
fundamentais da álgebra linear. Sendo uma metodologia de cálculo que se insere nos conceitos
de espaços e sub-espaços lineares, esta deve respeitar os seguintes axiomas fundamentais da
78
álgebra: Dado um conjunto V não vazio de objetos, denominados elementos,este conjunto é
denominado um espaço linear se respeitar os seguintes 10 axiomas. Para a adição: 1- Fechado
sobre a adição; 2-fechado sobre a subtração; lei comutativa; 4- lei associativa; 5- existência do
elemento zero; 6- existência de elementos negativos; Para a multiplicação: 7- lei associativa;
8- lei distributiva para conjuntos; 9- lei distributiva para números; 10- existência da identidade
(APOSTOL, 1968).
Segundo APOSTOL (1968) dado um sub-conjunto S não vazio e um espaço linear V,
então o conjunto S é um sub-espaço de V, se e somente se S satisfazer os axiomas de
fechamento.
O conceito de dimensão na análise dimensional é primordial, sendo baseado no
seguinte definição e posterior teorema proposto por APOSTOL (1968): Dado um conjunto
finito S de elementos em um espaço linear V, S é definido de base de V se S é independente
de V , sendo que o espaço V é chamado finito-dimensional se tem uma finita base, ou se V
consiste do conjunto nulo sozinho, caso contrário V é chamado infinito-dimensional.
Deixe V ser um espaço linear finito-dimensional, então toda finita base de V tem o
mesmo número de elementos, distribuídos em seus vetores unitários chamados de dimensões
(APOSTOL, 1968).
Segundo BHARGAVA (1992) que escreveu um extenso tratado matemático sobre
análise dimensional, as leis para se obter consistência dimensional (portanto para validação da
análise dimensional) são: 1- Duas expressões funcionais podem ser adicionadas ou subtraídas
apenas se são dimensionalmente equivalentes; 2- duas expressões funcionais podem ser
comparadas por igualdade ou inegualdade apenas se suas dimensões são equivalentes; 3- duas
expressões funcionais podem ser multiplicadas irrespectivamente por suas dimensões; 4-
qualquer expressão funcional dimensionalmente válida pode ser invertida; 5- O expoente de
uma expressão funcional deve ser adimensional; 6- o expoente de uma expressão funcional
pode ser fracionário somente se: a) cada unidade fundamental na expressão funcional tem uma
potência que é múltipla da inversa daquela fração ou b) a expressão funcional é adimensional;
7- funções que podem ser expressas por séries de potência podem ser aplicada apenas para
expressões adimensionais. Estas leis devem ser usadas para validação dimensional de
expressões, sendo que são consistentes com muitas observações experimentais de diversos
autores sobre sistemas físicos, assim como suas as regras para uso de análise dimensional.
79
Segundo LANGHAAR (1951), a análise dimensional é um método que deduz
informações sobre fenômenos físicos através da premissa simples de que o fenômeno pode ser
descrito por equações entre certas variáveis corretas dimensionalmente, basicamente é
constituído de dois passos: 1- escolha das variáveis importantes para o fenômeno, e
determinação das variáveis independentes e das variáveis dependentes, o que requer
conhecimento sobre o fenômeno natural; 2- formação dos conjuntos completos de produtos
adimensionais das variáveis envolvidas, configurando um conjunto de equações algébricas
lineares e homogêneas.
TAYLOR (1974) afirma que a análise dimensional é usada inconscientemente por todo
engenheiro e cientista que pensa em problemas físicos, pois trata das relações entre as várias
variáveis que entram no problema que se baseiam em quantidade físicas, dimensões e
quantidades adimensionais.
Uma quantidade física, ou variável física, pode ser definida como um conceito que
expressa numericamente em termos de um ou mais padrões de medida, grandezas tais como
tempo, massa, temperatura, comprimento, força, etc., podendo ser divididas em quantidade
primárias e derivadas, as quantidades primárias são aquelas medidas de grandezas
fundamentais sendo independentes de unidades escolhidas, tais como tempo, comprimento,
massa, etc, quantidades derivadas são aquelas formadas por combinações de quantidades
primárias, tais como velocidade, força, volume, etc., sendo fundamental padronizar as
unidades de medida; dimensão é uma palavra que se refere a relação de uma quantidade ou
variável derivada ou primária, de maneira que a medida numérica desta quantidade muda com
mudanças de tamanho através de medidas de unidades que quantificam aquela dimensão;
quantidade adimensional é uma medida numérica de uma relação imutável entre quantidades
primárias ou derivadas, considerando qualquer mudança de tamanho de unidades medidas
destas variáveis (TAYLOR, 1974).
Segundo SZUCS (1980), a análise dimensional é uma metodologia que se aplica em
variáveis físicas de um FENÔMENO RELATIVAMENTE CONHECIDO, embora o
MODELO seja DESCONHECIDO, possibilitando a geração de modelos altamente precisos e
significativos para o fenômeno estudado, sempre considerando as condições de contorno
(meio) em que o fenômeno ocorre, pois para se escrever modelos matemáticos de processos
80
tecnológicos e ou equipamentos é essencial definir as condições de contorno a que este
modelo se restringe.
MURPH (1950) apresenta as seguintes aplicações da análise dimensional: 1-
Classificação de equações e indicar suas generalidades; 2- converter equações ou dados de um
sistema de unidades para outro; 3- desenvolver equações; 4- sistematizar uma coleção de
dados de um experimento e reduzir o número de variáveis que devem ser investigadas; 5-
estabelecer os princípios de projeto dos modelos, operações e interpretações.
O princípio da homogeneidade é fundamental para que haja coerência entre o
fenômeno físico estudado e o modelo, ou análise realizada pela análise dimensional.
Segundo SZUCS (1980) a simetria é uma propriedade essencial das equações, sendo
que todas as equações seguem uma regra fundamental em todos os ramos das ciências,
basicamente são derivadas de três categorias: 1- eventos; 2- leis da natureza; 3- princípios de
simetria. Esta ultima categoria rege as leis da natureza que explicam os eventos. Esta simetria
requer que seja respeitado o princípio de FOURIER: “todos os termos de uma equação física
devem ter as mesmas dimensões.” Este princípio é chamado de princípio da homogeneidade.
Em linhas gerais o princípio da homogeneidade gera após adequada manipulação
algébrica, quantidades adimensionais que não variam com as transformações realizadas por
metodologias de similaridades de modelos matemáticos de um sistema, estas quantidades são
denominadas de invariantes de similitude, portanto para qualquer conjunto de sistemas
similares devem ter adimensionais comuns que não variam, sendo um critério de validade
entre o modelo proposto e o fenômeno (SZUCS, 1980), estes invariantes são chamados de Pi-
Termos (πn).
LANGHAAR (1951) adverte que a aplicação da metodologia da análise dimensional
somente é válida quando é verdadeira a hipótese de que as equações envolvidas são
homogêneas dimensionalmente, esta hipótese é justificada pelo fato de que as equações
fundamentais da física são homogenias dimensionalmente e que suas relações são dedutíveis
de equações dimensionalmente homogêneas.
Para que o fenômeno estudado seja completamente explicado por um modelo
matemático gerado por análise dimensional, é essencial que o conjunto invariantes (produtos
(multiplicações) de adimensionais) seja completo. LANGHAAR (1951) defini conjunto de
produtos de adimensionais completo como aquele que dadas variáveis são completas se cada
81
produto neste conjunto é independente de outros, e todo os os outros produtos de variáveis são
um produto de potências de adimensionais deste conjunto.
Para uma equação ser dimensionalmente homogênea é condição suficiente que esta
equação seja redutível a uma equação formada por produtos adimensionais (LANGHAAR,
1951). Sendo assim BUCKINGHAN (1914) citado por LANGHAAR (1951) definiu o
seguinte teorema denominado com seu nome: “Se uma equação é dimensionalmente
homogênea, ela pode ser reduzida em um conjunto completo de produtos de adimensionais”.
O modelo matemático genérico da função de um conjunto completo de produtos
adimensionais é apresentado na equação abaixo.
),...,,( 321 rnA F −= πππππ Equação 2.
Onde: πA é o adimensional dependente que incorpora a principal variável do fenômeno πn são os adimensionais invariantes independentes do fenômeno. n é o número de variáveis envolvidas no sistema. r é o valor da característica da matriz solução do sistema linear.
Considerando uma matriz como uma transformação T( ) de um espaço ou sub-espaço
linear, APOSTOL (1968), define da seguinte forma a característica de uma matriz. Dado um
espaço ou sub-espaço linear finito-dimensional V, a número de dimensões deste espaço é a
característica deste espaço, e respeita o seguinte teorema:
VVTTN dim)(dim)(dim =+ Equação 3
Onde: dim é o operador algebrico simbólico para número de dimensões;
N(T) é o espaço nulo;
dim N(T) é denominado nulidade;
T(V) é o campo da transformação em V, (obtido através de uma operação de
determinantes);
Dim T(V) é a característica da transformação em V (dimensão do menor subspaço
matricial diferente de zero)
Assim a nulidade mais a característica de uma transformação linear é igual a dimensão
do domínio (APOSTOL, 1968).
82
MURPH (1950) expandindo o teorema de BUCKINGHAN chegou a uma expressão
baseada nos adimensionais invariantes com expoentes de influência e uma constante,
apresentada abaixo .
x
rn
dcba
A k −= ππππππ K***** 4321 Equação 4
Onde: πA é o adimensional dependente que incorpora a principal variável do fenômeno, πn são os adimensionais invariantes independentes do fenômeno, k é uma constante, x são os expoentes de influência do invariante, n é o número de variáveis envolvidas no sistema, r é o valor da característica da matriz solução do sistema linear.
Segundo LANGHAAR (1951) a grande vantagem da análise dimensional é que o
problema a ser estudado é dividido em diversos invariantes adimensionais o que possibilita
uma análise profunda de influências de todas as variáveis envolvidas através de gráficos
adimensionais, os quais plotam um invariante em função de outro assim como combinações de
invariantes.
Os gráficos adimensionais ilustram duas importantes características da metodologia da
análise dimensional: 1- provêem muito mais informações do que gráficos em que as
coordenadas são dimensões; 2- pontos nos gráficos adimensionais podem ser determinados
por e para testes de modelos (LANGHAAR, 1951).
A principal vantagem da análise dimensional é a utilização de dados experimentais
para a determinação do modelo, ou invés de propor um modelo e depois valida-lo (TABAK,
2002). CANILAS (2001 e 2002) afirma que para a aplicação desta metodologia é essencial a
identificação das variáveis que melhor descrevem o fenômeno natural, e a formação de
conjuntos completos de variáveis independentes, se estas recomendações forem seguidas é
possível desenvolver um sistema de suporte de decisão altamente útil. Segundo o que YU
(2002) aponta se alguma variável importante para o fenômeno for negligenciada no momento
de se configurar as equações lineares, sérios erros incorreram no projeto do modelo,
inutilizando, ou pior, deformando-o ao ponto de levar a conclusões errôneas.
BARGUES (2005) afirma que a partir da análise dimensional e do teorema de
BUCKINGHAN é possível reduzir os parâmetros considerados pouco relevantes a
83
adimensionais mais expressivos, facilitando os cálculos das funções. RASOULZADEH e
SEPAKHAH (2003) alegam que a grande importância da análise dimensional consiste em
empregar dados experimentais na investigação, que aliado a metodologia de cálculo permitem
obter um modelo experimental preciso com mínimo trabalho e máxima facilidade de
aplicação.
RODRIGUES (2004) afirma que o método de análise dimensional é aplicada em
estudos em que a complexidade evita ou dificulta a elaboração de uma teoria analítica em
expressões físicas, sendo que a análise dimensional permite um apropriado entendimento de
processos através de quantidade físicas simples.
84
3-MATERIAL E MÉTODOS
3.1- Caracterização geral do experimento
Visando atender os objetivos elencados neste trabalho, o planejamento dos
experimentos com o “Paraplow” Rotativo se propôs a atender quatro itens principais: 1-
Caracterização da ferramenta como atendente dos requisitos conservacionistas; 2-
Caracterização da faixa de plantio produzida pela ferramenta; 3- Caracterização operacional
da ferramenta; 4- Determinação da melhor configuração operacional da ferramenta.
Para a escolha dos parâmetros mais relevantes, determinação de procedimentos
experimentais, e priorização de elementos do planejamento, considerando os itens
mencionados, lançou-se mão da metodologia da análise dimensional, que prefigura uma
judiciosa escolha de variáveis dimensionais dependentes e independentes do fenômeno
estudado, seguido de um método de cálculo algébrico para determinação de componentes e
combinações essenciais entre os parâmetros, finalizando com a determinação do número
mínimo de repetições.
Neste contexto e baseado nos estudos realizados sob a luz das teorias e literatura
existentes referente a avaliação de máquinas de preparo de solo, foram escolhidas as seguintes
variáveis:
1- Caracterização da ferramenta como atendente dos requisitos conservacionistas:
Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φ) do solo, antes e depois da operação, visando o
conhecimento das condições das propriedades dinâmicas do solo, e as alterações sofridas;
Índice de cone da região que sofreu fissuras (CIF) e da região central da faixa preparada
(CIC), para comparações com o índice de cone original (CI0) da área antes da operação, para
inferência da resistência a penetração de raízes, e nível de descompactação; Diâmetro médio
ponderado (DMP), antes e depois da operação, para avaliar o grau de estabilidade dos
agregados ante a erosão; Diâmetro ponderado seco (DPS), antes e depois da operação, para
avaliar o grau de desagregação do solo, para inferência da estrutura do solo; Número
dimensional de distribuição CHANG (CH), antes e depois da operação, para avaliar a
distribuição granulométrica do solo em função da curtose da distribuição do solo, é um
85
número relativo a estrutura do solo; Número dimensional de distribuição SHANG 2 (SH),
antes e depois da operação, para avaliar a distribuição granulométrica do solo em função da
simetria da distribuição do solo, número relativo a estrutura do solo; Índice de rugosidade
(Inrug), antes e depois da operação, para avaliar as modificações na rugosidade do solo;
Densidade aparente (γ) do solo, antes e depois da operação, para avaliar as modificações da
compactação do solo.
2- Caracterização da faixa de plantio: Largura inferior (LI) da faixa de plantio (faixa
de plantio bem preparada); Largura superior (LS) da faixa de plantio (faixa de plantio bem
preparada); Profundidade efetiva (P) da faixa de plantio (faixa de plantio bem preparada em
preparada); Largura da região de fissuras (LF) da faixa de plantio (faixa de plantio
escarificada); Largura do empolamento (LE) da faixa de plantio (faixa de plantio escarificada);
Altura do empolamento (HE) (faixa de plantio escarificada); Área mobilizada (Amob) (faixa
de plantio bem preparada); Área de empolamento (Aemp) (faixa de plantio escarificada).
3- Características operacionais: Velocidade efetiva de avanço (VA); Taxa de corte do
solo (Txc); Número dimensional de teor de água (Du); Número dimensional de índice de
patinamento (Pat).
4- Configuração operacional: Velocidade teórica de avanço (Vm); Velocidade de
rotação da ferramenta (Rot); Profundidade da regulagem de trabalho (Pr).
Todos parâmetros dos itens 1, 2 e 3 (foram considerados variáveis independentes
perante a análise dimensional) variaram livremente e tiveram seus dados coletados em
experimentos, onde variaram controladamente os parâmetros do itens 4 (considerados
variáveis dependentes para a análise dimensional).
86
3.2- Caracterização da Área de Testes
Este trabalho de pesquisa foi desenvolvido no Campo Experimental da Faculdade de
Engenharia Agrícola/UNICAMP, cujas coordenadas geográficas são as seguintes: Latitude
22º48’57” Sul , Longitude 47º03’33” Oeste e altitude média de 640 m. A parte experimental
foi conduzida nos meses de Outubro e Novembro de 2005.
Conforme a classificação climática de Köeppen, a região de estudo é definida como
uma transição entre os tipos Cwa e Cfa, o que indica um clima tropical de altitude com
inverno seco e verão úmido. As temperaturas médias do mês mais quente e do mais frio são,
respectivamente, 29,9 ºC (janeiro) e 12,2 ºC (junho). A precipitação média anual é de 1.430
mm (CEPAGRI-UNICAMP, 2005).
O solo onde foi realizado o experimento é típico da Região de Campinas (SP), sendo
um Latossolo Vermelho Distroférrico (EMBRAPA, 1999) com textura Argilosa, sua
granulometria é: 59 % de argila, 15 % de Silte, 26 % de Areia. O ultimo plantio ocorreu à 7
anos antes do experimento, com milho (Zea Mays). A área apresentava-se extremamente
compactada, índice de cone acima de 4000 kPa, sendo a parte superior de uma encosta com
cerca de 3 % de declive, orientação norte-sul e exposição oeste, foi realizado um preparo de
solo convencional (uma aração profunda (30 cm ) com arado de 3 discos e 3 gradagem para
nivelamento ( grade de discos com 24 discos de 20 polegadas)) para diminuição da
compactação da área, 11 meses antes da instalação do experimento, após este período a área
onde foram realizados os testes em campo estava infestada de capim colonião (Panicum
maximum Jacq.) e braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.), (KISSMANN, 2000) Figura 8 .
87
Figura 8. Área dos testes experimentais
3.3- Material
3.3.1- Caracterização da ferramenta agrícola testada
3.3.1.1- “Paraplow” Rotativo
O “Paraplow” Rotativo utilizado neste experimento, Figura 9, e Figura 10 , é
constituído de três “paraplows” separadas em 120o, a geometria destes “paraplows” foi a
mesma descrita por ALBIERO e CHANG (2000), que seguiram recomendações técnicas de
TUPPER (1998), KOOLEN e KUIPERS (1983), UPADHYAYA et al. (1994), e GILL e
VANDEN BERG (1968), os “paraplows” consistem em um conjunto de duas lâmina
montadas, sendo que a lâmina inferior esta soldada num ângulo oblíquo em relação lâmina
superior presa ao suporte, a lâmina inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a
um ângulo formado no plano vertical (ângulo de ataque) o outro no plano horizontal (ângulo
de corte). a lâmina superior que é presa ao suporte tem um ângulo de corte de 30o seguindo
sugestão de TUPPER (1998), lâmina inferior está soldada em relação a direção de translacão e
88
na direção ortogonal a translação no plano horizontal num ângulo de 45º em relação à lâmina
superior que é presa ao suporte, cujo objetivo é cisalhar o solo numa composição de tensões
que levem-no a se elevar ocasionando o rompimento no ângulo natural de ruptura, a lâmina
inferior possui dois ângulos de inclinação, respectivos a um ângulo formado no plano vertical
(ângulo de ataque) de 45o e o outro no plano horizontal (ângulo de corte) de 15o, ambos para
para redução da resistência a tração. Estes paraplows são soldados num suporte superior
circular com furação específica de suportes de roçadoras, visando aumentar a rigidez da
estrutura da ferramenta as lâminas inferiores laterais foram prolongadas até um tubo de apoio
ao centro com diâmetro de 25 mm, toda a estrutura e composta de aço 1045.
Figura 9. Desenho técnico do “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.
89
Figura 10. “Paraplow” Rotativo utilizado no experimento.
3.3.1.2- Novo Dragão
O Novo Dragão é a fusão do “Paraplow Rotativo”, Figura 10, acionado por uma
transmissão por engrenagens cônicas Figura 11 , do distribuidor de fertilizantes de espiral
cônica, Figura 12 , do dosador de sementes tipo anel interno, Figura 13 (Relatório Final 1997
para FAPESP 1995/4955-5), dos discos cobridora de sulco Figura 14 , e uma roda
compactadora de sulco Figura 15 , todos estes elmentos montados em um chassi porta-
ferramenta Figura 16 , que formam o Novo Dragão, máquina que atuará na filosofia do novo
sistema conservacionista de plantio em faixa com “Paraplow”Rotativo para agricultura
familiar, Figura 17 (MACIEL (2004), convênio FEAGRI/FINEP 3158).
90
Figura 11. Engrenagens Cônicas do Sistema de transmissão do “Paraplow” Rotativo.
Figura 12. Distribuidor de fertilizantes de espiral cônica.
91
Figura 13. Dosador de sementes de anel vertical interno.
Figura 14. Discos cobridores de sulco.
92
Figura 15. Roda compactadora de sulco.
Figura 16. Chassi porta ferramentas.
93
Figura 17. NOVO DRAGÃO.
3.3.1.3- Motocultor Bertolini 318
O motocultor utilizado para operar o Novo Dragão foi um Bertolini modelo 318,
Figura 18 , cedido pela Empresa Argos Tech, movido a um motor diesel monocilíndrico que
desenvolve 12 cv de potência nominal a 3000 min-1. O câmbio permite a seleção de 4 marchas
a frente e 2 a ré, a tomada de potência pode ser operada a duas rotações: 600 ou 900 min-1. O
diferencial possui bloqueio, e o motocultor possui sistema de freios diferenciais, a transmissão
é do tipo engrenagens em banho de óleo, o volante de comando possui controle de altura e
controle de giro, possibilitando regulagens em até 180o.Os pneus são do tipo agrícola para
tração, diagonais com as seguintes especificações: 6.5, 80-12”
Adubadora Semeadora
Paraplow Rotativo
Discos Cobridores
Sulcador de Sementes
Roda Compactadora
94
Figura 18. Motocultor Bertolini 318.
Neste experimento foram utilizadas as marchas 1 e 2, sendo que as mesmas
desenvolvem 0,36 e 0,7 m/s de velocidade em pista de concreto. Foram utilizadas as rotação 1
(600 min-1) e 2 (900 min-1), considerando a relação de redução da transmissão do “Paraplow”
Rotativo tem-se as seguintes rotações na ferramenta : 1 (342 rpm) e 2 (514 rpm)
3.3.2- Caracterização dos equipamentos para coleta de dados
3.3.2.1- Bevâmetro
Foi utizado o Bevâmetro projetado e construído por MACIEL (1993), para obtenção de
dados sobre as propriedade dinâmicas do solo (coesão e ângulo de atrito interno do solo), tal
equipamento é constituído de um chassi porta equipamentos para acoplamento no sistema de
engate 3 pontos de um trator, célula de carga SV200, torquímetro construído com strain-gages
Vishay, haste conjugadora de célula de carga e torquímetro, placa de cisalhamento com 25
garras de diâmetro externo de 300 mm e interno de 200 mm, Sistema de aquisição de dados
formado por condicionador de sinais HBM Spider 8, computador notebook Compaq, e
inversor de freqüência LRI, Figura 19. Os dados técnicos relativos aos equipamentos
utilizados encontram-se nos Anexos 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 7.6.
95
(a) (b) (c) Figura 19. Aparato constituinte do Bevâmetro utilizado no Experimento: (a) Chassi porta equipamentos; (b) Placa de cisalhamento e haste conjugadora; (c) sistema de aquisição de dados.
3.3.2.2- Penetrômetro digital
O penetrômetro eletrônico utilizado foi desenvolvido no Laboratório de
Instrumentação e Controle da FEAGRI/UNICAMP, juntamente com a empresa DLG –
Automação Industrial, a Figura 20 mostra o penetrômetro eletrônico utilizado para a
determinação dos dados de resistência mecânica à penetração em função da profundidade
(SILVA, 2002). Os dados técnicos do penetrômetro digital encontram-se em Anexo.
Figura 20. Penetrômetro digital PNT 2000.
96
3.3.2.3- Perfilômetro
O perfilômetro é um equipamento que possibilita o levantamento do perfil do solo no
plano transversal perpendicular à direção de deslocamento da ferramenta, o perfil do
microrelevo do solo deve ser obtido antes e depois da operação (MIALHE, 1996). Visando a
obtenção de dados de uma faixa de perfil mobilizado grande (1m de largura) com grande
precisão (espaçamento entre hastes de 1 cm), foi projetado e construído um perfilômetro
específico para o experimento Figura 21 .
Figura 21. Perfilômetro.
3.3.2.4- Recipientes para determinação de umidade, densidade, DPS e DMP
Os recipientes para coleta de amostras de solo para determinação de umidade eram
latas de alumínio cilíndricas com suas respectivas tampas, estas latas tinham as seguintes
dimensões : altura aproximadamente de 50 mm, diâmetro aproximadamente entre 70 e 90 mm,
estas latas após serem preenchidas com a amostra eram fechadas com as tampas e lacradas
com fita gomada.
97
Os recipientes para coleta de amostras de DMP e DPS eram sacos plásticos com
volume aproximado de 5 litros, após a coleta da amostra estes sacos tinham sua abertura
amarrada e lacrada com fita gomada.
As amostras de solo para determinação de densidade aparente eram obtidas através de
um aparato de castelo suporte de um anel volumétrico de aço, e uma marreta, o volume do
anel volumétrico era de 98467 mm3, após a obtenção da amostra a mesma era disposta dentro
de sacos plástico com volume de 1 litro, tendo sua abertura amarrada e lacrada com fita
gomada.
3.3.2.5- Cronômetro
O cronômetro utilizado para as medidas de tempo de tiro para cálculo da velocidade
efetiva de trabalho foi um Cronômetro CASIO modelo W-727H, com fundo de escala de 0,01
segundo.
3.3.2.6- Trena
A trena utilizada para as medidas de caracterização da cama de semente bem
preparada, e da região de fissura foi uma trena com fundo de escala de 0,5 cm.
98
3.4- Métodos
3.4.1- Delineamento experimental
O delineamento experimental deste trabalho seguiu o projeto experimental
completamente aleatório, definido por COCHRAN (1957) como o mais simples tipo de
arranjo experimental em que os tratamentos são alocados em suas unidades de variação com
total aleatoriedade, sendo apropriado para experimentos pequenos (com poucos fatores
dependentes), onde o aumento de acurácia de projetos experimentais em blocos casualizados
não tem grandes vantagens devido a perda de graus de liberdade.
Este projeto experimental tem as seguintes vantagens: 1- Total flexibilidade,
permitindo qualquer número de tratamento e com qualquer número de repetições; 2- A análise
estatística é simples e fácil mesmo se o número de repetições for diferentes entre os
tratamentos; 3- o método evita a completa inutilização dos dados caso haja perda ou erro de
parte ou de tratamentos inteiros (COCHRAN, 1957).
Considerando os parâmetros dependentes deste experimento (Velocidade teórica de
avanço (Vm) ( 0,36 e 0,7 m/s); Profundidade da regulagem de trabalho (Pr) (150 mm e 200
mm); e Velocidade de Rotação (Rot) (342 min-1 e 514 min-1 ), e as características de operação
do Motocultor Bertolini 318 e do Novo Dragão, tem-se duas variações destes parâmetros,
perfazendo um total de 8 combinações operacionais apresentadas na Tabela 6 . Cada
combinação será chamada doravante de tratamento, sendo que cada tratamento teve duas
repetições, perfazendo um total de 16 linha experimentais. Cada linha experimental teve 5
pontos de coleta de dados, perfazendo um total de 80 pontos de amostragem de todos os
parâmetros considerados independentes para a análise dimensional.
Doravante a terminologia a ser seguida será a seguinte: Velocidade teórica de trabalho,
V1= 0,36; V2=0,7; Velocidade de rotação do “Paraplow” Rotativo, R1=342 min-1; R2=514
min-1; Profundidade da regulagem de trabalho, Pr1=150 mm; Pr2=200 mm.
A denominação do tratamento seguirá a seguinte regra: Exyz. Onde x representa a
velocidade teórica; y representa a rotação da ferramenta; e z representa a profundidade da
regulagem.
99
Tabela 6. Combinação de variáveis dependentes do experimento.
Tratamento Vm Rot Pr
E111 1 1 1
E112 1 1 2
E121 1 2 1
E122 1 2 2
E211 2 1 1
E212 2 1 2
E221 2 2 1
E222 2 2 2
Obs: Vm1= 0.3; Vm2= 0.7; Rot1= 342 rpm; Rot2= 514 rpm; Pr1= 150 mm; Pr2= 200 mm.
Considerando que a área de testes foi dividida em 16 linhas experimentais e que cada
uma tinha 10 metros de extensão útil de avaliação e 2 metros de espaço de amortecimento e
outros 2 metros de entrada em regime, e que cada linha teve 5 pontos de coleta de dados
aleatoriamente disposto e estaqueados ao longo da linha experimental, tem-se um projeto
experimental totalmente aleatório, determinado na Tabela 7.
100
Tabela 7. Projeto experimental totalmente aleatório do experimento. Linha Vm Rot Pr
1 1 2 2
2 2 2 2
3 1 1 2
4 2 2 1
5 1 1 1
6 2 1 1
7 2 1 2
8 1 2 1
9 1 2 1
10 2 2 1
11 1 2 2
12 2 1 1
13 2 1 2
14 1 1 1
15 1 1 2
16 2 2 2
101
3.4.2- Metodologia para obtenção de dados
3.4.2.1- Coesão (c) e ângulo de atrito interno (φφφφ) do solo
Os dados de coesão e o ângulo de atrito interno do solo foram coletados antes e depois
da operação do “Paraplow” Rotativo, e foram obtidos através do Bevâmetro.
A metodologia para obtenção destes dados é descrita por UPADHYAYA (1994),
consistindo no seguinte procedimento: O Bevâmetro estacionava sobre a linha experimental de
tal forma que a placa de cisalhamento ficasse centralizada em relação as estacas marcadoras
dos pontos, o aparato era abaixado com o sistema hidráulico do trator e com a ajuda de um
sistema de rosca sem fim acoplado a haste conjugadora a placa cisalhadora era cravada no
solo, após a configuração do sistema de aquisição de dados e ativação da célula de carga e do
torquímetro, era aplicado uma força normal e logo em seguida um torque na placa, de tal sorte
que o solo se rompia em cisalhamento, neste ponto era encerrada a aquisição de dados de
tensão normal e tensão de cisalhamento. Antes da passagem da ferramenta, para cada estaca
eram realizados quatro pontos, de forma que estivessem ao redor da região central entre as
estacas, para cada ponto o primeiro ponto era sem carga normal e os outros três sofriam a
aplicação de uma força normal diferente e na ordem crescente de intensidade. Depois da
passagem da ferramenta o mesmo procedimento era realizado com o cuidado de que a placa de
cisalhamento fosse cravada em uma localização tal que o centro desta ficasse no centro da
faixa preparada e as extremidades na região de fissuras.
102
Figura 22. Bevâmetro em ação.
A célula de carga registrava a força normal da placa, sendo calculada em função da
área da coroa circular gerada pelas garras da placa de cisalhamento a tensão normal aplicada
ao solo através da equação abaixo .
)(* 220 irr
F
−=
πσ Equação 5.
Onde: σ é a tensão normal;
F é a força registrada pela célula de carga;
ro é o raio externo da placa de cisalhamento;
ri é o raio interno da placa de cisalhamento.
O Torquímetro registrava o valor do torque aplicada na placa na ação de cisalhamento
através da fórmula descrita por GILL e VANDEN BERG (1968), obteve-se o valor da tensão
de cisalhamento através da equação abaixo .
103
)(**2
*333
0 irr
M
−=
πτ Equação 6
Onde: τ é a tensão de cisalhamento;
M é o torque registrado pelo torquímetro;
ro é o raio externo da placa de cisalhamento;
ri é o raio interno da placa de cisalhamento.
Com estes valores determinados, no momento da fratura (pico de torque), e através das
considerações da teoria de ruptura Mohr-Coulomb, é possível construir um gráfico tensão de
cisalhamento e tensão principal (normal), sendo que o ângulo formado pela reta determinada
pelos ponto conjugados (cisalhamento/normal), é denominada ângulo de atrito interno do solo,
enquanto o ponto em que não existe tensão normal aplicada, somente cisalhamento, é o
coeficiente de coesão do solo.
3.4.2.2- Índice de cone das fissuras (CIF), central (CIC) e original (CI0)
A coleta dos dados da resistência mecânica à penetração foi realizada por um
penetrômetro eletrônico, desenvolvido pela FEAGRI/UNICAMP, conforme CAPPELLI et al.
(1999) citado por SILVA e CAPPELLI (2002) e aplicado de acordo com a Norma ASAE S-
313 (ASAE, 1997), à profundidade de 0-200mm, registrando o índice de cone a cada 10 mm
de profundidade de penetração da haste no solo. A coleta de dados foi realizada segundo
metodologia descrita por SILVA e CAPPELLI (2002) após a área ter sido demarcada com
estacas. a coleta de dados com o penetrômetro eletrônico na área experimental, se realizou
antes (CIO índice de cone original) e depois da operação (CIF e CIC), Figura 23 .
104
Figura 23. Coleta de dados de resistência à penetração.
Os dados obtidos foram transferidos do equipamento para um computador na forma
de arquivos “.txt”. Estes dados foram exportados para uma planilha eletrônica Excel onde
foram processados, obtendo-se o valor médio do índice de cone para o perfil estudado.
3.4.2.3- Diâmetro médio ponderado (DMP)
A análise do parâmetro estabilidade de agregados, obtida pelo método de
peneiramento via úmida foi feita a partir da retirada de amostras a profundidades variando de
0 a 100 mm, antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo.
Segundo KIEHL (1979), esta metodologia se baseia no peneiramento dos agregados
do solo em um jogo de peneiras com aberturas decrescentes debaixo da água. A avaliação da
estabilidade dos agregados foi feita através diâmetro médio ponderado (DMP), pelo método
de porcentagem de agregados via úmida, segundo CAMARGO et al. (1986), citado por MAIA
e DANIEL (1999), este método é usado no Laboratório de Solos da FEAGRI/UNICAMP e
105
determina o percentual de agregados retidos em peneiras de malhas de 2,0 mm; 1,0 mm; 0,5
mm; 0,25 mm e 0,125 mm, após terem passadas por malhas de 6,35 mm e 2,0 mm.
Segundo KIEHL (1979) a Equação 7 foi utilizada para o cálculo do DMP:
∑= )*( PCDMP n Equação 7.
Onde: Cn é o centro de classe da peneira;
P é a proporção do peso de cada fração de agregados em relação a amostra.
3.4.2.4- Diâmetro ponderado seco (DPS)
Devido à impossibilidade técnica de se obter o Diâmetro médio geométrico, procurou-
se obter um índice que representasse a distribuição dos agregados em função do perfil do solo
antes e depois da operação de preparo do solo. Assim foi considerado o Diâmetro ponderado
seco (DPS), que foi obtido de amostras retiradas do perfil do solo (da superfície até 200 mm
de profundidade) sem qualquer perturbação do estado estrutural em que se encontra após o
preparo do solo. Estas amostras foram secas em estufa a 105o C, após o que foram peneirada
em um jogo de peneiras de malhas de:menor do que 0,075, 0,075 mm; 0,15 mm; 0,3 mm; 0,6
mm; 1,2 mm; 2 mm; 4,76 mm; 9,52 mm; 19,1 mm; maior do que 19,1 mm. As frações de solo
respectivas foram pesadas através de uma balança analítica com fundo de escala de 0,01g.
Foi feita uma média ponderado destes valores, e obteve-se o DPS através da equação
abaixo .
∑∑
=Ps
PsCDPS
n )*( Equação 8.
Onde: Cn é o centro de classe da peneira;
Ps é o peso seco da amostra respectiva ao centro de classe.
106
3.4.2.5- Índice de rugosidade (Inrug) e Área de empolamento (Aemp)
A área de empolamento e o índice de rugosidade foram determinados seguindo
metodologia descrita por LANÇAS (1987) eALMARAS et al. (1969) citado por MIALHE
(1996) respectivamente.
Foi utilizado o perfilômetro já descrito para obtenção do micro-relevo do perfil do solo
antes e depois da passagem do “Paraplow” Rotativo, Figura 24.
Figura 24. Obtenção do micro-relevo do solo. As tenazes do perfilômetro ficavam cravadas sobre as estacas previamente cravadas ao
longo da linha experimental, tomou-se cuidado para que após a passagem da ferramenta estas
tenazes fossem alocadas exatamente no mesmo ponto sobre as estacas, para se ter a certeza
que o perfil antes e depois da passagem se sobrepusessem exatamente. Foram utilizadas 80
varetas de aço, perfazendo uma largura de perfil de 0,8 m.
Área de empolamento foi encontrada da seguinte forma: após a subtração das alturas
relativas das varetas que seguiam o perfil depois da operação, pelas alturas das varetas do
perfil antes, este valor era multiplicado pelo espaçamento entre varetas (10 mm), a somatória
de todos os elementos, fornecia a área de empolamento, conforme fórmula abaixo .
107
∑ ∆= )*( ehAemp n Equação 9.
Onde: ∆hx é o valor da subtração entre a altura relativa da vareta antes e depois da operação;
e é o espaçamento entre varetas ( 1cm).
O empolamento foi encontrado através da metodologia de cálculo descrita pro
MIALHE (1996), através da equação .
100*Amob
AempE = Equação 10.
O índice de rugosidade foi obtido antes e depois da operação, pela fórmula descrita por
MIALHE (1996) abaixo .
hInrug x *σ= Equação 11.
Onde: σx é o erro padrão entre os logaritmos naturais das alturas relativas das varetas;
h é a média das altura relativas das varetas.
3.4.2.6- Densidade aparente (γγγγ) do solo
A densidade do solo foi determinada pelo método do anel volumétrico considerando a
coleta na superfície do solo, exatamente no centro da faixa preparada, a metodologia de coleta
foi descrita por KIEHL (1979), o anel utilizado possuía volume de 98,5 cm3. Foram obtidas
amostras do solo antes da operação da ferramenta e após a operação da ferramenta (região
central da faixa de preparada). As amostras foram secas em estufa a 105 oC, e pesadas, sendo
depois calculada a densidade aparente através da fórmula abaixo .
V
Ms=γ Equação 12.
108
Onde: Ms é a massa seca da amostra de solo coletada com o anel volumétrico;
V é o volume do anel volumétrico.
3.4.2.7- Caracterização da faixa de plantio
A caracterização da faixa de plantio foi realizada com o auxílio de uma trena, sendo
que foram determinadas a seguintes dimensões: Largura inferior (LI) da faixa de plantio (faixa
de plantio bem preparada); Largura superior (LS) da faixa de plantio (faixa de plantio bem
preparada); Profundidade efetiva (P) da faixa de plantio (faixa de plantio bem preparada em
preparada); Largura da região de fissuras (LF) da faixa de plantio (faixa de plantio
escarificada); Largura do empolamento (LE) da faixa de plantio (faixa de plantio escarificada);
Altura do empolamento máximo (HE) (faixa de plantio escarificada), Área mobilizada (Amob)
(faixa de plantio bem preparada).
Figura 25. Determinação de características dimensionais da faixa preparada.
109
O cálculo da área mobilizado considerou as dimensões trapezoidais do sulco bem
preparado, sendo calculado pela fórmula abaixo .
2
*)( PLSLIAmob
+= Equação 13.
3.4.2.8- Teor de água do solo (U)
Foi seguida a metodologia descrita pro HILLEL (1980) para a obtenção do teor de
água do solo através do método gravimétrico padrão, que consiste na medida do peso da
amostra de solo ainda úmido, esta amostra é colocada para secar em uma estufa a 105 oC por
24 horas, depois deste tempo se pesa novamente a amostra, a diferença é a quantidade de água
presente na amostra, a fórmula de cálculo é apresentada.
ms
msmuU
)( −= Equação 14.
Onde: U é a proporção de água presente na amostra, relativa a massa seca do solo; mu é a massa úmida da amostra de solo; ms é a massa seca da amostra de solo.
3.4.2.8- Velocidade efetiva de trabalho (VA) e Taxa de corte (Txc)
A velocidade efetiva de trabalho foi obtida considerando-se o espaço útil de
avaliação da linha experimental (10 m), este espaço era marcado por marcadores de plástico.
Após a passagem do Novo Dragão pela bandeira inicial, que ficava logo após o espaço de 2 m
referente ao espaço de entrada de regime, era largada a cronometragem do tempo, quando a
máquina passava pela bandeira final era parada a cronometragem, dividindo-se o espaço de 10
m pelo tempo cronometrado encontrava-se a velocidade efetiva de trabalho.
A taxa de corte (Txc) da ferramenta foi obtida multiplicando-se a área mobilizada
pela ferramenta (Amob), pela velocidade efetiva de trabalho (VA).
110
3.4.2.9- Patinagem (Pt)
Para se encontrar a patinagem, seguiu-se a metodologia descrita por MIALHE (1996).
Eram contadas o número de voltas que a roda acionada do motocultor realizava para vencer o
espaço útil de avaliação da linha experimental, sabendo-se o perímetro da circunferência do
pneu (1,79 m), era calculado qual foi a extensão rodada pela máquina pela multiplicação do
perímetro do pneu pelo número de voltas dado, assim pela fórmula abaixo , foi obtido a
patinagem da máquina.
pr
clprPt
)( −= Equação 15
Onde: Pt é o índice de patinagem da máquina;
pr é o perímetro rodado pelo pneu acionado da máquina;
cl é o comprimento do espaço útil da linha experimental.
3.4.3- Metodologia para tratamento dos dados
A análise dimensional tem duas exigências técnicas que devem ser sempre respeitadas:
todas as variáveis devem ter dimensões; todas as variáveis devem estar no mesmo sistema de
medidas. A primeira exigência tem como resultado a necessidade de serem feitas
manipulações de parâmetros que sejam adimensionais, de tal forma que se transforme em
parâmetros dimensionais; a segunda resulta numa homogeneização de todas as unidades em
um único sistema de unidades.
Neste trabalho devido a grande variedade de parâmetros, referentes a vários
fenômenos, quantificações e normas, foi necessária uma adequação destes parâmetros a um
mesmo sistema de unidades em prol da simplificação dos tratamentos e cálculos, neste caso o
sistema de unidades que melhor se adequou ao trabalho foi o sistema GCS (Grama (g),
Centímetro (cm), Segundo (s)).
Em relação aos parâmetros adimensionais existentes foram feita manipulações a fim de
transformá-los em parâmetros dimensionais, visto que a análise dimensional algebricamente se
111
“interessa” pela maneira como houve a variação do respectivo parâmetro, foi tomado o
cuidado de não descaracterizar esta variação.
Em vista da grande importância da distribuição estrutura dos agregados antes e depois
da passagem da ferramenta, foram desenvolvidos 2 números dimensionais relativos ao
Diâmetro ponderado seco (DPS), que levam em conta as características normais da
distribuição encontrada, portanto da forma como os agregados estão dispostos no solo
(formando blocos coesos, ou distribuídos em grãos de diversos tamanhos). Estes números
foram denominados Número dimensional CHANG (CH), e Número dimensional SHANG
(SH), em homenagem ao falecido Doutor Cheu Shang Chang. A principal restrição destes
números é que as distribuições das medidas dos pesos das frações de agregados tem que
respeitar uma distribuição normal. O número CHANG é definido considerando a propriedade
da curtose da distribuição normal da amostra., enquanto o número SHANG é definido
considerando a propriedade da simetria da distribuição normal da amostra, ambas estas
propriedades são adimensionais, eis porque da necessidade do desenvolvimento destes
números em função do DPS.
Segundo SNEDECOR E COCHRAN( 1989) a propriedade da simetria de uma
distribuição normal é também conhecida como terceiro momento sobre a média, definido
abaixo .
n
Xm
∑ −=
3
3
)( µ Equação 16.
Onde: m3 é o terceiro momento da média;
X é o valor individual de cada variável;
µ é a média amostral;
n é o número de indivíduos da amostra.
Percebe-se que o termo independente da função do terceiro momento da média é uma
função cúbica, tendo um comportamento assintótico em relação a média, portanto valores
positivos representam concentração de valores a jusante da média, enquanto valores negativos
112
representam concentração de valores a montante da média. Assim SNEDECOR e COCHRAN
(1989) definem o coeficiente de simetria abaixo .
22
3
* mm
mg = Equação 17
Onde: g coeficiente de simetria da distribuição (adimensional);
m3 é o terceiro momento da média;
m2 é o segundo momento da média.
De forma geral valores do coeficiente de simetria maiores que 2, e menores que –2,
representam grande desvio da distribuição normal, devendo desconsiderar-se a hipótese de
normalidade.
O número SHANG é definido abaixo .
gDPSSH *= Equação 18.
Sendo um número dimensional que interpreta a variação da distribuição normal das
amostras de solo obtidas antes e depois da passagem da ferramenta em função da simetria da
distribuição.
Segundo SNEDECOR E COCHRAN( 1989) a propriedade da curtose de uma
distribuição normal é também conhecida como quarto momento sobre a média, definido
abaixo .
n
Xm
∑ −=
4
4
)( µ Equação 19.
Onde: m4 é o quarto momento da média;
X é o valor individual de cada variável;
µ é a média amostral;
n é o número de indivíduos da amostra.
113
Percebe-se que o termo independente da função do quarto momento da média é uma
função biquadrada, tendo um comportamento de máximo e ou mínimo simétrico a um
comportamento de mínimo e ou máximo em relação a média, portanto valores positivos
representam distribuições concentradas em torno da média, enquanto valores negativos
representam distribuições achatadas em relação a média. Assim SNEDECOR e COCHRAN
(1989) definem o coeficiente de curtose abaixo .
3)(22
4
−=m
m
k σ Equação 20
Onde: k é o coeficiente de curtose da distribuição (adimensional);
m4 é o quarto momento da média;
m2 é o segundo momento da média;
σ é o desvio padrão amostral.
Usualmente toda distribuição normal tem valor da razão m4/σ/m22 igual a 3,
perfazendo um coeficiente de curtose igual a 0, portanto geralmente coeficientes de curtose
com valores maiores que 2, e menores que –2, representam grande desvio da distribuição
normal, devendo desconsiderar-se a hipótese de normalidade.
O número CHANG é definido abaixo .
kDPSCH *= Equação 21.
Sendo um número dimensional que interpreta a variação da distribuição normal das
amostras de solo obtidas antes e depois da passagem da ferramenta em função da curtose da
distribuição.
Para tornar dimensional a teor de água do solo (U) (adimensional relativo a relação de
massa, dado em %), foi realizada uma manipulação matemática para possibilitar ter este
parâmetro como uma variável de dimensão. Considerando que se pretendia ter este
adimensional com dimensão de massa, foi utilizado o artifício de multiplica-lo pela densidade
114
aparente do solo ao qual foi obtida a amostra de umidade, e posteriormente dividido pelo
volume do anel volumétrico utilizado para a determinação de densidade desta amostra, o que
possibilitou “purificar” o adimensional em massa de água, a manipulação encontra-se abaixo .
][][*][
][*[%]** 3
3gcm
cm
gVanUDu === γ Equação 22.
Onde: Du é o dimensional de água;
U é o teor de água da amostra;
γ é a densidade aparente da amostra;
Van é o volume do anel volumétrico.
O índice de patinagem (Pt) (adimensional relativo a relação entre perímetros, dado em
%), para usar este parâmetro, foi considerado somente o valor do perímetro rodado pelo pneu,
que tem dimensão de comprimento., doravante denominado dimensional de patinagem (Pat).
O ângulo de atrito interno φ é adimensional visto a medida de ângulo ser o grau, no
entanto se considerar a medida de ângulo como radianos, que tem como definição que 1
radiano é a medida angular de arco cujo comprimento do arco é igual ao raio da
circunferência a que pertence, tem-se uma dimensão de comprimento, bastando apenas definir
qual o raio considerado, neste caso considerou-se o raio da placa de cisalhamento (15 cm),
todas as medidas e ângulo foram convertidas em medidas de comprimento.
As medidas de rotação seguiram a mesma filosofia, sendo convertidas em radianos por
segundo e logo após em cm/s. Após estas considerações tem-se a Tabela de conversão
dimensional dos parâmetros avaliados que possibilitou o adequado tratamento dos dados
considerados neste trabalho, Tabela 8 .
115
Tabela 8. Tabela de conversão dimensional dos parâmetros avaliados. Nome do Parâmetro Dimensão Obtida Fator de Conversão Dimensão (CGS)
c kPa x 0,01 Kgf/cm2
φ rad x 15 cm Cm
CI0 kPa x 0,01 Kgf/cm2
CIF kPa x 0,01 Kgf/cm2
DMP mm x 0,1 cm
DPS mm x 0,1 cm
CH mm x 0,1 cm
SH mm x 0,1 cm
Inrug mm x 0,1 cm
γ g/cm3 1 g/cm3
LI cm 1 cm
LS cm 1 cm
P cm 1 cm
LF cm 1 cm
LE cm 1 cm
HE cm 1 cm
Amob cm2 1 cm2
Aemp cm2 1 cm2
VA m/s x 100 cm/s
Txc cm3/s 1 cm3/s
Du g 1 g
Pat m x 100 cm
3.4.4- Metodologia de Cálculo da Análise Dimensional
A metodologia de cálculo utilizada na Análise dimensional foi prefigurada por
MURPH (1950) e TAYLOR (1974), descrita por LANGAHAAR (1951) e SZUCS (1980), e
aplicada por MACIEL (1993) em máquinas de preparo do solo.
O primeiro passo é converter os parâmetros pertinentes ao experimento em variáveis
genéricas decompostas apenas em suas dimensões características básicas Tabela 9 .
116
Neste trabalho serão consideradas as dimensões básicas de massa [M], comprimento
[L], e tempo [T]. Todas as dimensões dos parâmetros serão convertidas nestas 3 formas
básicas, as dimensões que tenham componentes de força serão convertidas e [M]*[L]*[T]-2,
devido a segunda lei de NEWTON.
Tabela 9. Decomposição dos parâmetros em suas dimensões básicas. Símbolo Genérico Nome Símbolo
parâmetro
Dimensão Básica
K1 Índice de cone Fissuras CIF [M].[L]-1.[T]-2
K2 Ângulo atrito interno φ [L]
K3 Índice de cone Original CI0 [M].[L]-1.[T]-2
K4 Diâmetro ponderado seco DPS [L]
K5 Largura inferior LI [L]
K6 Largura superior LS [L]
K7 Profundidade P [L]
K8 Largura empolamento LE [L]
K9 Altura empolamento HE [L]
K10 Largura das fissuras LF [L]
K11 CHANG1 CH [L]
K12 CHANG2 SH [L]
K13 Dimensional de água Du [M]
K14 Velocidade de avanço VA [L].[T]-1
K15 Dimensional de Patinagem Pat [L]
K16 Taxa de corte Txc [L]3.[T]-1
K17 Área empolamento Aemp [L]2
K18 Área mobilizada Amob [L]2
K19 Índice de rugosidade Inrug [L]
K20 Densidade aparente γγγγ [M]. [L]-3
K21 Diâmetro médio ponderado DMP [L]
K22 Coesão do solo c [M].[L]-1.[T]-2
117
O segundo passo é montar a matriz dimensional, Matriz 1, composta pelos expoentes
das dimensões básicas.
Matriz 1. Matriz dimensional da experimento.
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22
M 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
L -1 1 -1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 3 2 2 1 -3 1 -1
T -2 0 -2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 -1 0 0 0 0 0 -2
O terceiro passo é a verificação de que o matriz dimensional representa um sub-espaço
vetorial do fenômeno, o que significa que este sub-espaço deve ser tridimensional (M, L, T).
Para tal verificação é preciso lançar mão da propriedade da característica da matriz que
estabelece que para que um espaço vetorial tenha a dimensão n, o determinante de qualquer
sub-espaço referente a menor combinação dimensional (n) de quaisquer dimensões n deste
sub-espaço deve ser diferente de zero.
Assim foi escolhido a seguinte sub-espaço do sub-espaço geral (K20, K21 e K22), .
Matriz 2. Sub-espaço considerado para teste da característica da matriz.
1 0 1 -3 1 1 0 0 -2
O determinante deste sub-espaço é igual a –2, portanto a característica do sub-espaço
geral é 3, representando um sub-espaço tridimensional.
O quarto passo é montar o sistema de equações lineares homogêneas, através das linhas
da matriz dimensional, que algebricamente representam as dimensões independentes do sub-
espaço vetorial do fenômeno estudado representado pela matriz dimensional, estas equações
devem ser igualadas a zero, pois segundo LANGHAAR (1951), considerando que o resultado
do sistema linear homogêneo é a definição primordial do Pi-termos, e estes sendo
adimensionais, a soma de seus expoentes das dimensões básicas [M], [L] e [T] são zero,
obriga que as equações dos operadores algébricos (Kn) sejam iguais a zero.
118
Sistema de equações lineares:
K1 + K3 + K13 + K20 + K22 = 0 Equação 23
-K1+K2-K3+K4+K5+K6+K7+K8+K9+K10+K11+K12+K14+K15+3*K16+2*K17+2*K18+K19-3*K20+K21-K22 = 0 Equação 24
-2*K1 - 2*K3 - K14 - K16 - 2*K22 = 0 Equação 25
Resolvendo este sistema em função de K20, K21 e K22, tem-se:
K20 = -K13 + (K14 / 2) + (K16 / 2) Equação 26
K21= -K2-K4-K5-K6-K7-K8-K9-K10-K11-K12-3*K13-K15-2*K16-2*K17-2*K18-K19 Equação 27
K22 = -K1 – K3 –(K14 / 2) – (K16 / 2) Equação 28
O quinto passo é montar a matriz solução, considerando que todos os 22 parâmetros
estão arranjados e representados por 3 parâmetros principais (K20, K21 e K22), e que segundo
MACIEL (1993), o número de Pi-Termos é determinado pelo número de variáveis (22) menos
a dimensão do sub-espaço do fenômeno (3), tem-se um total de 19 Pi-Termos adimensionais,
responsáveis por explicar o fenômeno estudado, assim é possível montar a matriz solução
Matriz 3 .
119
Matriz 3. Matriz solução do experimento. K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22
ππππ1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
ππππ2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ3 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
ππππ4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ5 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ9 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 -1 -3 0
ππππ14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1/2 0 -1/2
ππππ15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 -1 0
ππππ16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1/2 -2 -1/2
ππππ17 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 -2 0
ππππ18 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 -2 0
ππππ19 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 -1 0
As linhas da matriz solução são os expoentes dos componentes dos Pi-termos, também
chamados invariantes, que representam os adimensionais formados pelos parâmetros
avaliados, rearranjados de tal forma que estas variáveis independentes conjugadas em função
de 3 variáveis principais sejam consideradas independentes entre si, mas dependentes dos
parâmetros independentes.
120
Os Pi-termos são apresentados em sua forma aritmética genérica abaixo:
π1 = K1/K22; π2 = K2/K21; π3 = K3/K22 π4 = K4/K21; π5 = K5/K21; π6 = K6/K21;
π7 =K7/K21; π8 =K8/K21; π9 =K9/K21; π10 = K10/K21; π11 = K11/K21; π12 = K12/K21;
π13 =K13/(K20*(K21)3); π14 = (K14*(K20)1/2)/ ((K22)1/2); π15 = K15/K21;
π16 = (K16*(K20)1/2)/(((K21)2)*((K22)1/2)); π17 = K17/(K21)2; π18 = K18/(K21)2;
π19 =K19/K21.
A forma especificada dos Pi-termos é apresentada abaixo:
ππππ1 = CIF / c; Equação 29
ππππ2 = φφφφ / DMP; Equação 30
ππππ3 = CI0 / c; Equação 31
ππππ4 = DPS / DMP; Equação 32
ππππ5 = LI / DMP; Equação 33
ππππ6 = LS / DMP; Equação 34
ππππ7 = P / DMP; Equação 35
ππππ8 =LE / DMP; Equação 36
ππππ9 =HE / DMP; Equação 37
ππππ10 = LF / DMP; Equação 38
ππππ11 = CH / DMP; Equação 39
ππππ12 = SH / DMP; Equação 40
ππππ13 =Du / (γγγγ*(DMP)3); Equação 41
ππππ14 = (VA*(γγγγ)1/2) / ((c)1/2); Equação 42
ππππ15 = Pat / DMP; Equação 43
ππππ16 = (Txc*(γγγγ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 44
ππππ17 = Aemp / (DMP)2; Equação 45
121
ππππ18 = Amob / (DMP)2; Equação 46
ππππ19 =Inrug / DMP. Equação 47
O sexto passo é determinar a correlação entre os Pi-termos afim de se encontrar quais
os gráficos adimensionais tem comportamentos melhor correlacionados, visando facilitar a
interpretação dos dados. Esta determinação é realizada pela matriz de correlação, para cada
tratamento foi construída uma matriz de correlação, apresentadas nos Apêndices. Segundo
SNEDECOR e COCHRAN (1989), o coeficiente de correlação ρ é intimamente conectado
com a distribuição normal bivariada, que é uma distribuição que tem como principal
característica a variação normal de suas variáveis em relação as suas combinações entre si,
como se fossem duas distribuições separadas, ou seja para cada variável X1 tem-se uma
correspondência biunívoca de X2, sendo que a média destas distribuições normais tende a
seguir uma tendência linear, além de cada distribuição ter o mesmo desvio padrão. O
coeficiente ρ é definido por SNEDECOR e COCHRAN (1989) abaixo .
),(
),(
21
21
σσρ
XXCov= Equação 48.
Onde: ρ é o coeficiente de correlação populacional;
Cov(X1, X2) é a covariância da população;
σ1 é o desvio padrão da população 1;
σ2 é o desvio padrão da população 2.
Segundo SNEDECOR e COCHRAN (1989), a equação 45, tem a seguinte forma
aritmética abaixo .
]**)1[(
)(*)(
21
2211
ssn
XXXXr
−
−−=∑ Equação 49.
Onde: r é o coeficiente de correlação amostral;
X1 é a variável da amostra 1;
122
X2 é a variável da amostra 2
1X é a média da amostra 1;
2X é a média da amostra 2;
n é o número de unidades das amostras;
s1 é o desvio padrão da amostra 1;
s2 é o desvio padrão da amostra 2.
O sétimo e ultimo passo é, considerando os Pi-Termos que possuam maiores
coeficientes de correlação construir os gráficos adimensionais relativos aos parâmetros
desejados.
123
3.4.5- Análise de Variância
Segundo SNEDECOR e COCHRAN a análise de variância é um método estatístico
que se desenvolve da suposição de que populações diferentes têm estimativas de variâncias
diferentes, sendo que a análise de variância pode ser dividida em 3 categorias: Classificação
de via simples; classificação de via dupla; e modelos de efeitos aleatórios.
Neste trabalho não se pretende quantificar os efeitos individuais e interativos dos
parâmetro dependentes (Velocidade teórica de avanço (Vm) ( 0,36 e 0,7 m/s); Profundidade da
regulagem de trabalho (Pr) (150 mm e 200 mm); e Velocidade de Rotação (Rot) (342 rpm e
514 rpm)) nos conseqüentes efeitos da faixa preparado do solo. O objetivo é determinar,
quantificar e qualificar qual configuração operacional (Vm, Rot e Pr) tem as melhores
características conservacionistas, melhores características dimensionais da faixa, e melhores
características operacionais. Portanto cada tratamento (combinação Vm/Rot/Pr) será tratado
como uma unidade, sendo possível utilizar a análise de variância de classificação de via
simples.
Cada tratamento, de um total de 8 (E111, E112, E121, E122, E211, E221, E212, E222)
teve duas repetições, perfazendo 10 medidas para cada tratamento, gerando 9 graus de
liberdade no arranjo experimental.
Segundo CHAO (1974), dadas duas variáveis independentes aleatórias, cada uma
distribuída normalmente, se as variâncias destas variáveis não são dependentes entre si, é
possível utilizar as características da distribuição F, através da razão F abaixo, como teste de
hipóteses .
22
21
s
sF = Equação 50.
Onde: F é a razão ou estatística F; s1
é a variância amostral da amostra 1. s2
é a variância amostra da amostra 2.
),,( 21
1*
νναFF = Equação 51.
124
Onde: F* é o valor crítico de F, o qual valores abaixo de F* não representam significância,
sendo cortados da análise;
F(α, ν1, ν2) é o valor da razão F, com α nível de significância requerido, ν1 grau de
liberdade amostra 1, e ν2 grau de liberdade amostra 2.
Segundo CHAO (1974), o teste de hipótese sobre diferença entre médias utilizando a
estatística F, considera que os vários grupos de tratamentos constituem um grupo total, sendo a
variância da amostra total é particionada em: variância dentro do grupo total, e variância entre
grupos. Assim a rejeição da hipótese nula, se dá quando a Esperança da média quadrada entre
grupos é maior do que a Esperança da média quadrada dentro de cada grupo,
conseqüentemente a estatística F, ou razão F é maior do que 1 , sempre considerando que o
nível de significância da hipótese é menor ou igual ao nível de significância requerido (α).
MQD
MQEF = Equação 52.
Onde: MQE é a esperança da média quadrada entre grupos;
MQD é a esperança da média quadrada dentro do grupo total.
Sendo que:
=MQD σ2 Equação 53
Onde: σ2 é a variância do grupo total.
21
1
*σ
γ
+−
=∑
K
n
MQE
K
kk
Equação 54.
Onde: nk é um observação individual;
γk é a diferença entre a média do grupo total e a média do tratamento;
K é o número de observações.
125
Segundo MONTGOMERY (1991) desde que se tenha uma razão F significativa à 5%
de significância o teste para se comparar médias mais poderoso é o teste da Mínima Diferença
Significativa (MDS), que inspeciona todas as diferenças entre pares de médias. Este teste
consiste no cálculo das diferenças entre todos os pares de médias existentes via a combinação
de todos os tratamentos SNEDECOR e COCHRAN (1989). Encontra-se o valor tabelado da
distribuição t para o nível de significância requerido (α) e os graus de liberdade existentes,
este valor é multiplicado pelo erro padrão da diferença entre médias, obtendo-se o mínima
diferença significativa (MDS), desde que a diferença entre médias, à significância requerida
exceder este valor, existe diferença entre médias, conforme equação abaixo.
)*2(*2
nstMDS = Equação 55.
Onde: t é o valor tabelado da distribuição t para a significância α e o grau de liberdade gl;
s2 é a variância da amostra;
n é o número de observações.
Neste trabalho o nível de significância requerido será considerado como 5%, ou seja
intervalo de confiança acima de 95%. Como teste de normalidade das distribuições das
medidas dos parâmetros nos tratamentos, serão considerados os testes de Curtose e Simetria,
tendo como valores para rejeição de normalidade: Curtose (k>2 ou k<-2); simetria (g>2 ou g<-
2) SNEDECOR e COCHRAN (1989), e o gráfico de probabilidade normal dos resíduos
(MONTGOMERY, 1989), que é um gráfico da distribuição cumulativa dos resíduos em
função da probabilidade normal, diante de uma distribuição normal a distribuição cumulativa
normal gera uma reta, confirmando a hipótese de normalidade.
Para a obtenção dos resultados perante a estatística descritiva e a a análise de variância
foi utilizado o software de cálculo estatístico STATGRAPHICS PLUS 4.1 (1999).
126
4-RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados deste capítulo serão divididos em dois itens, o primeiro referente aos
resultados obtidos e sua estatística clássica (Descritiva e Análise de Variância) e o segundo
referente ao tratamento da análise dimensional.
No primeiro item a estatística clássica teve como objetivos: a caracterização
operacional e geométrica da faixa de plantio, e a comprovação das características
conservacionistas da ferramenta; a diferenciação entre as várias configurações operacionais,
para efeito de comparação com a análise dimensional.
No segundo item os dados foram tratados em dois grandes conjuntos: o primeiro grupo
visando essencialmente demonstrar as características conservacionistas do “Paraplow”
Rotativo, o segundo grupo referente às caracterizações geométricas da faixa de plantio e
operacionais da ferramenta.
Todos os dados e resultados são referentes as combinações de Velocidade teórica de
avanço (Vm); Velocidade de rotação da ferramenta (Rot); Profundidade da regulagem de
trabalho (Pr), perfazendo oito configurações operacionais (oito tratamentos).
A discussão dos resultados foi feita intercalada entre as tabelas e gráficos apresentados,
sendo confrontada com citações da literatura referentes cada parâmetros discutido.
4.1. Estatística Clássica
A Estatística Descritiva utilizada neste trabalho possui os seguintes componentes:
Média aritmética; Variância; Desvio padrão; Valor máximo; Valor mínimo; Amplitude;
Simetria e Curtose.
A Análise de Variância adotada foi a do tipo classificação de uma via simples,
utilizando a razão F como estatística e a diferença entre médias foi obtida através do teste de
mínima diferença significativa (MDS).
Todos os dados dos tratamentos passaram pelos testes de curtose (k <2 e k>-2),
simetria (g <2 e g>-2), e gráfico de probabilidade normal dos resíduos que tem
127
comportamento linear, portanto os dados acima representam distribuições normais sendo
passíveis de passarem pela análise de variância.
As tabelas ANOVA decompõem a análise de variância em dois componentes: entre
grupos e dentro do grupo. A razão F é superior a 1, desde que o valor da significância é menor
que 0,05 (5%), existe uma diferença estatisticamente significativa entre as médias dos oito
tratamento com um nível de confiança de 95%.
Nas tabelas do teste MDS, marcações na mesma coluna no campo de grupos
homogêneos significam que não existe diferença significativa entre médias segundo o teste de
mínima diferença significativa à um nível de confiança de 95%, marcações em colunas
diferentes implica em diferença significativa à 5% de significância.
4.1.1- Caracterização dos requisitos conservacionistas:
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Coesão antes e depois da operação
do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 10, Tabela 11, Tabela 12, Tabela 13,
Tabela 14 e Tabela 15.
Tabela 10. Estatística descritiva da variável Coesão (c) antes da operação.
Tratamento Observação
Média (Pa)
Variancia Desvio Padrão
(Pa)
Mínimo (Pa)
Maximo (Pa)
Amplitude (Pa) Simetria Curtose
E111 10 22811 834009 913 21321 23898 2577 -0,92 -0,38
E112 10 21055 22735700 4768 15678 26799 11121 0,00 -1,33
E212 10 30149 12701400 3564 23678 33987 10309 -0,78 -0,45
E122 10 28423 52848400 7270 12555 41213 28658 -0,95 1,80
E211 10 26929 19203300 4382 21227 31875 10648 -0,11 -1,25
E121 10 27577 14224500 3772 23154 31875 8721 -0,01 -1,35
E221 10 21948 21686300 4657 16753 26987 10234 -0,01 -1,37
E222 10 22602 13482600 3672 18564 26753 8189 0,03 -1,34
128
Tabela 11. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (C) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
8,37*108 7 1,19*108 6,07 0,00001
Dentro
Grupo
1,11*109 72 1,97*107
Tabela 12. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E112 10 21054 X
E221 10 21948 X
E222 10 22601 X
E111 10 22810 X
E211 10 26929 X
E212 10 27577 X
E122 10 28422 X
E121 10 30148 X
Tabela 13. Estatística descritiva da variável Coesão (c) após a operação.
Tratamento Observação
Média (Pa)
Variancia Desvio Padrão
(Pa)
Mínimo (Pa)
Maximo (Pa)
Amplitude (Pa) Simetria Curtose
E111 10 20548 796508 892 19045 21483 2438 -1,20 -0,24
E112 10 12174 7590870 2755 9084 15466 6382 0,00 -1,34
E121 10 17324 4477780 2116 13439 19752 6313 -0,86 -0,33
E122 10 20461 49564300 7040 10595 34743 24148 1,05 0,30
E211 10 23977 15663300 3958 18557 28447 9890 -0,19 -1,14
E212 10 28610 16066900 4008 23787 33928 10141 0,07 -1,18
E221 10 16862 12814100 3580 12811 20830 8019 -0,01 -1,36
E222 10 13805 5308470 2304 10850 17050 6200 0,04 -1,11
129
Tabela 14. Tabela ANOVA (teste F), variável coesão (c) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
2,02*109 7 2,88*108 20,58 0,00001
Dentro
Grupo
1,01*109 72 1,40*107
Tabela 15. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável coesão depois da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E112 10 12174 X
E222 10 13805 X X
E221 10 16862 X X
E212 10 17324 X X
E122 10 20460 X
E111 10 20548 X
E211 10 23977 X
E121 10 28909 X
Pelos dados obtidos referentes à coesão do solo antes do experimento, apresentados na
Tabela 10, percebe-se que os valores são coerentes com os valores obtidos por JUSTINO e
MAGALHÃES (1990) em testes triaxiais de latossolo vermelho distroférrico (24, 5 kPa), e
por MAIA e DANIEL (2002) (37,8 kPa).
Característica marcante notada na Tabela 13 foi a redução da coesão do solo para todos
os tratamento, confirmando a desagregação do solo após a passagem do “Paraplow” Rotativo,
COULOUMA (2005) afirma que diferentes valores de coesão do solo induzem a diferentes
intensidades de fragmentações do mesmo, influindo diretamente em sua estrutura.
130
MACIEL (1993) afirma que em solos consolidados a coesão do solo tem valores
maiores tanto maiores forem os valores da densidade aparentes, portando um comportamento
diretamente proporcional do nível de fragmentação do solo em relação a diminuição da
densidade aparente resultante.
Como característica conservacionista importante pode-se considerar que um solo
mais coeso sofre menos efeitos de erosão, embora seja interessante uma menor densidade
aparente do solo, que é diretamente proporcional a coesão, para a cama de semente, assim
tratamentos de preparo de solo que reduzam a densidade, mas que mantenham a coesão pouco
alterada significam uma maior fragmentação sem grandes diminuições dos tamanhos dos seus
agregados , o que é preferido, neste enfoque o tratamento que obteve uma menor redução da
coesão do solo foram os tratamentos E111, E212, e E211.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação não captou diferença
entre as médias dos tratamentos, mas depois da operação houve uma grande diferenciação,
demonstrando a sensível mudança de coesão do solo após a passagem da ferramenta.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Ângulo de atrito interno do solo
antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 16, Tabela
17, Tabela 18, Tabela 19, Tabela 20 e Tabela 21.
Tabela 16. Estatística descritiva da variável Ângulo de atrito interno (φφφφ) antes da operação.
Tratamento Observação Média
(Radianos) Variancia Desvio Padrão
(Radianos)
Mínimo (Radianos)
Maximo (Radianos)
Amplitude (Radianos) Simetria Curtose
E111 10,000 0,300 0,003 0,054 0,241 0,365 0,124 0,037 -1,327
E112 10,000 0,445 0,043 0,207 0,190 0,680 0,490 -0,082 -1,282
E121 10,000 0,272 0,002 0,048 0,213 0,345 0,132 0,113 -1,049
E122 10,000 0,468 0,001 0,026 0,426 0,520 0,094 0,069 0,969
E211 10,000 0,464 0,025 0,160 0,291 0,650 0,359 0,022 -1,351
E212 10,000 0,616 0,015 0,124 0,461 0,785 0,324 -0,123 -1,060
E221 10,000 0,327 0,001 0,038 0,280 0,374 0,094 -0,015 -1,274
E222 10,000 0,459 0,029 0,169 0,272 0,654 0,383 0,008 -1,358
131
Tabela 17. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φφφφ) antes da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
0,89 7 0,12 8,56 0,00001
Dentro
Grupo
1,07 72 0,014
Tabela 18. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 0,27 X
E111 10 0,30 X
E221 10 0,32 X
E112 10 0,44 X
E222 10 0,45 X
E211 10 0,46 X
E122 10 0,46 X
E212 10 0,61 X
Tabela 19. Estatística descritiva da variável: Ângulo de atrito interno (φφφφ) depois da operação.
Tratamento Observação Média
(Radianos) Variancia
Desvio Padrão
(Radianos)
Mínimo (Radianos)
Maximo (Radianos)
Amplitude (Radianos) Simetria Curtose
E111 10,000 0,833 0,022 0,148 0,673 1,007 0,334 0,025 -1,347
E112 10,000 1,884 0,771 0,878 0,832 2,928 2,096 -0,041 -1,281
E121 10,000 0,563 0,011 0,107 0,444 0,757 0,313 0,660 -0,505
E122 10,000 0,704 0,006 0,076 0,580 0,777 0,197 -0,684 -1,001
E211 10,000 0,997 0,117 0,342 0,621 1,376 0,755 0,003 -1,367
E212 10,000 0,634 0,017 0,128 0,474 0,823 0,349 0,035 -0,988
E221 10,000 0,719 0,007 0,084 0,613 0,819 0,206 -0,013 -1,272
E222 10,000 1,367 0,255 0,505 0,821 1,983 1,162 0,040 -1,331
132
Tabela 20. Tabela ANOVA (teste F), variável Ângulo de atrito interno do solo (φφφφ) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
14,25 7 2,03 13,5 0,00001
Dentro
Grupo
10,8 72 0,15
Tabela 21. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Ângulo de atrito interno do solo depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 0,56 X
E212 10 0,63 X
E122 10 0,70 X X
E221 10 0,71 X X
E111 10 0,83 X X
E211 10 0,99 X
E222 10 1,36 X
E112 10 1,88 X
Pelos dados obtidos referentes a coesão do solo antes do experimento, apresentados na
Tabela 16 , percebe-se que os valores são coerentes com os valores obtidos por JUSTINO e
MAGALHÃES (1990) que obtiveram em testes triaxiais em latossolo vermelho distroférrico
valores para o ângulo de atrito interno do solo de 20 graus (0,34 radianos ), já MAIA e
DANIEL (2002) obtiveram para o mesmo solo valores de 15,5 graus (0,27 radianos).
MACIEL (1993) afirma que em solos consolidados o ângulo de atrito interno sofre
após o solo ter sido trabalhado por uma ferramenta se torna inversamente proporcional em
133
relação à densidade aparente resultante, assim quanto maior o ângulo de atrito interno menor
a densidade.
Quanto maior o a diferença entre ângulo de atrito interno antes e depois de ser
trabalhado o solo maior a pulverização do solo resultante, já que este parâmetro está
diretamente ligado a resistência ao cisalhamento dos agregados do solo consolidado, ângulos
maiores representam resistências menores, como é muito mais interessante no contexto
conservacionista um solo mais fragmentado em agregados estáveis do que um solo
pulverizado os tratamento que obtiveram uma menor diferença entre os ângulos de atrito
interno do solo são preferidos, pela Tabela 19 tem-se que os tratamentos que apresentaram
melhores resultados foram os tratamento E121, E122, sendo o tratamento E212 excepcional
neste quesito.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação teve pouca sensibilidade
em captar diferença entre as médias dos tratamentos, sendo que depois da operação o
panorama não mudou, não mostrando as mudança do ângulo de atrito interno do solo após a
passagem da ferramenta captadas pela análise dimensional.
Os dados obtidos e tratados referentes aos parâmetros Índice de cone original e Índice
de Cone das Fissuras são apresentados nas Tabela 22, Tabela 23, Tabela 24, Tabela 25, Tabela
26 e Tabela 27.
Tabela 22. Estatística descritiva da variável: Índice de cone original (CI0) antes da operação.
Tratamento Observação Média (kPa)
Variancia Desvio Padrão (kPa)
Mínimo (kPa)
Maximo (kPa)
Amplitude (kPa) Simetria Curtose
E111 10 1744 16812 130 1535 1911 376 -0,42 -0,56
E112 10 1643 8536 92 1523 1734 211 -0,38 -1,41
E121 10 1812 26585 163 1611 1989 378 -0,12 -1,18
E122 10 1786 1067 33 1741 1835 94 -0,27 -0,88
E211 10 1816 31856 178 1545 2076 531 0,00 -0,91
E212 10 1547 173 13 1524 1557 33 -1,48 -0,15
E221 10 1665 3571 60 1581 1748 167 -0,27 -0,69
E222 10 1714 4352 66 1637 1794 157 -0,12 -1,25
134
Tabela 23. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone original (CI0) antes da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
614193 7 87741 7,55 0,00001
Dentro
Grupo
836567 72 11619
Tabela 24. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone original antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E212 10 1547 X
E112 10 1652 X X
E221 10 1664 X X
E222 10 1713 X X X
E111 10 1743 X X X
E122 10 1786 X X
E121 10 1811 X
E211 10 1816 X
Tabela 25. Estatística descritiva da variável: Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois da operação.
Tratamento Observação Média (kPa) Variancia
Desvio Padrão (kPa)
Mínimo (kPa)
Maximo (kPa)
Amplitude (kPa) Simetria Curtose
E111 10 257 5374 73 122 345 223 -0,90 -0,21
E112 10 215 122 11 202 227 26 -0,26 -1,36
E121 10 258 628 25 223 296 73 0,41 -0,66
E122 10 158 2678 52 113 236 123 0,98 -0,96
E211 10 203 1952 44 147 262 115 0,05 -1,05
E212 10 192 2854 53 99 251 152 -0,84 -0,27
E221 10 146 1556 39 97 209 113 0,17 -0,90
E222 10 180 2632 51 107 246 139 0,08 -0,80
135
Tabela 26. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de cone da região de fissuras (CIF) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
119076 7 17010 7,6 0,00001
Dentro
Grupo
160166 72 2224
Tabela 27. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de cone da região de fissuras depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E221 10 146,3 X
E122 10 158,2 X X
E222 10 180 X X X
E212 10 191,5 X X
E211 10 203 X
E112 10 215 X X
E111 10 256,6 X X
E121 10 258 X
Na linha experimental onde foram coletados os dados obteve-se uma diminuição
drástica do índice de cone original, Tabela 22, após a passagem do “Paraplow” Rotativo,
sendo que entre a largura superior da faixa experimental, que se encontra em torno de 12 cm o
índice de cone caiu a valores próximos a zero, já nas imediações da faixa preparada, em torno
de 40 cm, obteve-se os valores apresentados na Tabela 25. Credita-se este efeito a ação de
subsolagem volumétrica do “Paraplow” Rotativo. ZHANG et al. (2001) concluiu que solos
136
argilosos que sofrem tensão de cisalhamento acentuada têm uma diminuição significativa da
resistência a penetração de saturação de água.
Percebe-se que o “Paraplow” Rotativo é uma ótima solução para casos extremos onde
a recomendação da ASAE (1997) não é atendida, recomendação esta que versa sobre o valor
máximo para o índice de cone para não limitar o crescimento das raízes ( 2,25 MPa), pois
tendo em vista dos valores iniciais de índice do cone da área e dos valores resultantes na faixa
de 40 cm afetada por fissuras, supõe-se que o índice de cone nestes casos ruíns será abaixado
para valores aceitáveis.
Outra observação interessante é que pela Tabela 25, confirma-se a afirmação de
JUSTINO e MAGALHÃES (1990) que demonstraram experimentalmente que o preparo de
solo em sistemas de cultivo mínimo que se realizam em menores profundidades tem índice de
cone da região de fissuras maiores do que aqueles que se realizam a profundidades maiores.
Na Tabela 25, todos os tratamentos que tiveram menor profundidade de trabalho tiveram
maiores índices de cone.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação captou diferenças entre
as médias dos do índice de cone original nas regiões onde foram realizados os testes para cada
tratamento, confirmando a grande variabilidade do solo, esta tendência foi captada depois da
operação sem mantendo a grande diferenciação dos índices de cone da região de fissuras.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Índice de rugosidade antes e
depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 28, Tabela 29,
Tabela 30, Tabela 31, Tabela 32 e Tabela 33 .
137
Tabela 28. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 3,84 3,01 1,73 1,79 6,54 4,76 0,78 -0,79
E112 10,00 4,92 1,14 1,07 3,27 6,49 3,23 0,04 -0,66
E121 10,00 7,99 7,97 2,82 4,26 11,17 6,91 -0,37 -1,27
E122 10,00 5,35 5,21 2,28 2,62 8,56 5,94 0,39 -0,85
E211 10,00 3,92 0,31 0,55 3,13 4,97 1,84 0,62 -0,05
E212 10,00 5,57 0,09 0,30 5,31 6,03 0,71 0,83 -1,01
E221 10,00 3,18 0,09 0,31 2,82 3,52 0,70 -0,30 -1,41
E222 10,00 3,71 0,10 0,31 3,19 4,07 0,88 -0,37 -0,92
Tabela 29. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) antes da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
166,2 7 23,7 10,61 0,00001
Dentro
Grupo
161,2 72 2,23
Tabela 30. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E221 10 3,18 X
E222 10 3,70 X X
E111 10 3,84 X X
E211 10 3,91 X X
E112 10 4,92 X X
E122 10 5,34 X
E212 10 5,57 X
E121 10 7,99 X
138
Tabela 31. Estatística descritiva da variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 4,20 0,01 0,08 4,07 4,32 0,25 -0,41 -0,53
E112 10,00 7,24 8,05 2,84 3,45 11,66 8,21 0,23 -0,76
E121 10,00 11,82 3,71 1,93 9,05 14,56 5,51 -0,03 -0,54
E122 10,00 7,21 8,17 2,86 3,76 10,96 7,20 0,08 -0,90
E211 10,00 9,81 17,71 4,21 4,70 16,03 11,33 0,40 -0,92
E212 10,00 8,41 4,58 2,14 5,64 11,82 6,18 0,24 -0,54
E221 10,00 5,35 0,81 0,90 3,97 6,59 2,63 0,27 -0,73
E222 10,00 6,37 1,56 1,25 4,70 8,13 3,43 0,11 -1,04
Tabela 32. Tabela ANOVA (teste F), variável Índice de rugosidade (Inrug) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
417,4 7 59,6 10,7 0,00001
Dentro
Grupo
401,2 72 5,57
Tabela 33. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Índice de rugosidade depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E111 10 4,20 X
E221 10 5,35 X X
E222 10 6,36 X X
E122 10 7,21 X X
E112 10 7,23 X X
E212 10 8,40 X X
E211 10 9,80 X X
E121 10 11,82 X
139
MELLO e MAGALHÃES (1993) determinaram que para arados de discos que o índice
de rugosidade encontra-se em torno de 4,81 mm, com cv de 16%. SANTOS e SVERZUT
(1994) encontraram para tratamentos com escarificador um índice de rugosidade de 2,68 mm,
enquanto DALLMEYER (1989) citado por SANTOS e SVERZUT obteve valores entre 4,3 e
5,2 mm.
Percebe-se pela comparação entre os índices de rugosidade do solo antes e depois da
operação com “Paraplow” Rotativo, Tabela 28 e Tabela 31 ,que os índices têm um expressivo
aumento de valor sendo maiores dos apresentados pela literatura citada, tanto para ferramentas
conservacionistas (escarificador), como para ferramentas convencionais (arado de discos), o
que é bom segundo MELLO e MAGALHÃES (1993).
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes da operação captou diferença entre as
médias dos tratamentos, sendo que depois da operação houve a mesma diferenciação que
antes, na análise dimensional houve uma sensível diferenciação, provando sua superioridade.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Diâmetro médio ponderado do
solo antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 34,
Tabela 35, Tabela 36, Tabela 37, Tabela 38 e Tabela 39.
Tabela 34. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 2,54 0,20 0,45 2,00 3,00 1,00 -0,03 -1,57
E112 10,00 2,67 0,03 0,17 2,50 2,90 0,40 0,35 -1,26
E121 10,00 1,71 0,51 0,71 1,00 2,43 1,43 0,00 -1,64
E122 10,00 2,81 0,30 0,55 2,10 3,50 1,40 -0,32 -1,26
E211 9,00 2,31 0,02 0,15 2,10 2,50 0,40 -0,04 -1,05
E212 10,00 2,45 0,72 0,85 1,60 3,30 1,70 0,00 -1,65
E221 10,00 2,52 0,88 0,94 1,60 3,50 1,90 0,01 -1,65
E222 10,00 2,23 0,14 0,38 1,90 2,73 0,83 0,63 -1,30
140
Tabela 35. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro médio ponderado (DMP) antes da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
7,84 7 1,12 3,16 0,0058
Dentro
Grupo
25,2 72 0,35
Tabela 36. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 1,70 X
E222 10 2,23 X X
E211 10 2,31 X X
E212 10 2,45 X X
E221 10 2,51 X X
E111 10 2,53 X X
E112 10 2,66 X X
E122 10 2,80 X
Tabela 37. Estatística descritiva da variável Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da operação.
Tratamento Observação Média (mm) Variancia
Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 2,03 0,20 0,45 1,60 2,50 0,90 0,01 -1,65
E112 10,00 2,12 0,01 0,12 2,00 2,30 0,30 0,29 -1,30
E121 10,00 1,59 0,45 0,67 0,90 2,25 1,35 -0,01 -1,65
E122 10,00 2,09 0,07 0,27 1,80 2,50 0,70 0,43 -1,18
E211 10,00 2,22 0,03 0,17 2,00 2,40 0,40 -0,16 -1,31
E212 10,00 2,00 0,27 0,52 1,50 2,56 1,06 0,02 -1,63
E221 10,00 2,20 0,95 0,97 1,20 3,20 2,00 0,01 -1,64
E222 10,00 2,19 0,17 0,41 1,80 2,70 0,90 0,08 -1,57
141
Tabela 38. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro médio ponderado (DMP) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
2,93 7 0,41 1,55 0,16
Dentro
Grupo
19,47 72 0,27
Tabela 39. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro médio ponderado depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 1,58 X
E212 10 2,00 X X
E111 10 2,02 X X
E122 10 2,09 X
E112 10 2,11 X
E222 10 2,19 X
E221 10 2,19 X
E211 10 2,22 X
PINHEIRO et al. (2004) afirma que entre vários tratamento feitos em latossolo roxo,
com altos teores de argila, todos aqueles onde foi aplicado o sistema de plantio direto tiveram
DMP maior ou igual a 2 mm, indicando que este valor para este índice indica um manejo
conservacionista.
Percebe-se nitidamente pelas Tabela 34 e Tabela 37, que o “Paraplow” Rotativo influi
pouco no diâmetro médio ponderado, sendo que em somente um tratamento (E121) o DMP
está abaixo do limite de 2 mm, no entanto o valor antes da operação também estava abaixo
142
deste limite, não desqualificando este tratamento. Já BARZEGAR (2003) sugere como cama
de sementes ideal que o valor do DMP esteja entre 1 e 5 mm, o que qualifica ainda mais o
“Paraplow” Rotativo como ferramenta conservacionista.
LUCARELLI (1997) afirma que em sistemas de preparo de solo conservacionistas o
valor do DMP em geral se encontram entre 2 a 2,5 mm em horizontes superficiais, o que
significa um pouco revolvimento do solo.
Uma das principais características de projeto do “Paraplow” Rotativo é a
movimentação do solo sem revolvimento do mesmo (CHANG, 2002).
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois da operação não
captou diferença entre as médias dos tratamentos, não sendo ideal para avaliação do Diâmetro
médio ponderado, já a análise dimensional mostrou-se adequada.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Diâmetro ponderado seco do solo
antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 40, Tabela
41, Tabela 42, Tabela 43, Tabela 44 e Tabela 45.
Tabela 40. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 6,59 0,86 0,93 5,34 7,62 2,28 -0,21 -1,32
E112 10,00 5,80 0,26 0,51 5,34 6,79 1,45 1,37 0,02
E121 10,00 6,32 2,32 1,52 4,64 7,90 3,26 -0,02 -1,62
E122 10,00 5,53 0,84 0,92 4,63 6,49 1,86 0,03 -1,64
E211 10,00 5,67 0,28 0,53 4,54 6,54 2,00 -0,82 1,40
E212 10,00 6,01 0,01 0,08 5,88 6,12 0,24 -0,76 -0,50
E221 10,00 8,02 0,69 0,83 6,59 8,93 2,34 -0,62 -0,79
E222 10,00 4,62 2,27 1,51 2,75 6,35 3,60 0,05 -1,49
143
Tabela 41. Tabela ANOVA (teste F), variável: Diâmetro ponderado seco (DPS) antes da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
67,87 7 9,69 10,33 0,00001
Dentro
Grupo
67,58 72 0,93
Tabela 42. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E222 10 4,61 X
E122 10 5,52 X
E211 10 5,67 X
E112 10 5,79 X X
E212 10 6,00 X X
E121 10 6,31 X X
E111 10 6,58 X
E221 10 8,02 X
Tabela 43. Estatística descritiva da variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da operação.
Tratamento Observação Média (mm) Variancia
Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 3,53 0,12 0,35 3,00 3,93 0,93 -0,43 -1,06
E112 10,00 3,30 0,09 0,31 2,81 3,71 0,90 -0,76 -0,65
E121 10,00 4,23 1,93 1,09 2,78 5,66 2,88 0,00 -1,64
E122 10,00 3,17 0,33 0,57 2,62 3,77 1,15 0,02 -1,64
E211 10,00 4,06 0,90 0,95 3,22 5,48 2,27 0,63 -1,24
E212 10,00 3,39 0,64 0,80 2,62 4,76 2,14 0,53 -0,96
E221 10,00 7,34 51,65 0,71 2,61 21,80 19,20 1,93 0,50
E222 10,00 3,60 1,59 0,96 2,07 5,04 2,97 0,05 -1,51
144
Tabela 44. Tabela ANOVA (teste F), variável Diâmetro ponderado seco (DPS) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
131,0 7 18,71 2,62 0,018
Dentro
Grupo
515,3 72 7,51
Tabela 45. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Diâmetro ponderado seco depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E122 10 3,17 X
E112 10 3,30 X
E212 10 3,39 X
E111 10 3,52 X
E222 10 3,60 X
E211 10 4,06 X
E121 10 4,23 X
E221 10 7,34 X
BERNSTSEN e BERRE (2002) definem como uma cama de sementes ideal aquela
onde os 50% dos agregados estão entre diâmetros entre 0,5 e 6 mm. Percebe-se pela
comparação entre as Tabela 40 e Tabela 43 que esta regra é respeitada, somente com uma
exceção (E221, embora o valor inicial já fosse alto). Todos os tratamento podem ser
considerados distribuições normais, o que subtende que 2/3 (66%) dos dados estão
compreendidos entre o valor médio mais ou menos o desvio padrão, assim o “Paraplow”
Rotativo gera uma cama de sementes ideal.
145
O experimento confirma a observação de JAVAREZ e BONI (1996) que afirmam
que a diminuição dos agregados do solo após o seu preparo ocorre devido à destruição de seus
grumos devido a ação de trabalho dos equipamentos, pois em todos os tratamentos houve
diminuição do tamanho médio dos agregados.
MACIEL (1993) concluiu que o aumento da rotação de uma enxada rotativa induziu
a diminuição do diâmetro dos agregados do solo na camada mobilizada, os que são totalmente
observados devido a uma maior diminuição dos agregados nos tratamento tiveram maior
rotação.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes captou alguma diferença entre
médias, mas depois da operação não captou diferença alguma dos tratamentos, não sendo ideal
para avaliação do Diâmetro ponderado seco, já a análise dimensional mostrou-se adequada.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Densidade aparente da região
central faixa preparada antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados
nas Tabela 46, Tabela 47, Tabela 48, Tabela 49, Tabela 50 e Tabela 51.
Tabela 46. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa preparada (γγγγ) antes da operação.
Tratamento Observação Média (g/cm3)
Variancia Desvio Padrão (g/cm3)
Mínimo (g/cm3)
Maximo (g/cm3)
Amplitude (g/cm3) Simetria Curtose
E111 10,00 1,80 0,04 0,20 1,57 2,14 0,57 1,05 -0,39
E112 10,00 1,66 0,01 0,12 1,50 1,87 0,37 0,46 -0,21
E121 10,00 2,04 0,03 0,18 1,81 2,28 0,47 -0,02 -1,26
E122 10,00 1,71 0,03 0,18 1,47 1,98 0,51 0,10 -0,89
E211 10,00 1,95 0,07 0,27 1,43 2,25 0,83 -1,41 0,30
E212 10,00 1,74 0,10 0,31 1,22 2,36 1,14 0,35 0,68
E221 10,00 1,84 0,18 0,43 1,26 2,47 1,21 0,43 -0,91
E222 10,00 1,59 0,06 0,24 1,22 1,98 0,76 0,15 -0,41
146
Tabela 47. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γγγγ) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
1,53 7 0,21 3,34 0,0038
Dentro
Grupo
4,72 72 0,06
Tabela 48. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente antes da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E222 10 1,59 X
E112 10 1,65 X X
E212 10 1,70 X X
E111 10 1,73 X X X
E221 10 1,80 X X X
E211 10 1,83 X X X
E111 10 1,95 X X
E121 10 2,03 X
Tabela 49. Estatística descritiva da variável Densidade aparente da região central da faixa preparada (γγγγ) depois da operação.
Tratamento Observação Média (g/cm3)
Variancia Desvio Padrão (g/cm3)
Mínimo (g/cm3)
Maximo (g/cm3)
Amplitude (g/cm3) Simetria Curtose
E111 10,00 1,34 0,02 0,15 1,18 1,58 0,41 0,80 -0,26
E112 10,00 1,04 0,01 0,09 0,92 1,22 0,30 0,50 0,34
E121 10,00 1,33 0,06 0,25 0,96 1,69 0,73 -0,43 -0,77
E122 10,00 1,16 0,02 0,15 0,87 1,33 0,46 -1,02 0,19
E211 10,00 1,20 0,08 0,28 0,89 1,74 0,85 1,88 0,68
E212 10,00 1,29 0,02 0,15 1,09 1,52 0,42 -0,03 -0,89
E221 10,00 1,19 0,01 0,10 1,03 1,34 0,31 -0,18 -0,28
E222 10,00 1,15 0,01 0,09 1,05 1,33 0,28 0,97 0,16
147
Tabela 50. Tabela ANOVA (teste F), variável Densidade aparente (γγγγ) depois da operação.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
0,72 7 0,10 3,6 0,0022
Dentro
Grupo
2,07 72 0,02
Tabela 51. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Densidade aparente depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E112 10 1,04 X
E222 10 1,15 X X
E122 10 1,16 X X
E221 10 1,19 X X X
E211 10 1,19 X X X
E212 10 1,29 X X X
E121 10 1,33 X X
E111 10 1,34 X
KIEHL (1979) argumenta que para solos argilosos, os valores aceitáveis de densidade
devem estar entre 1,0 e 1,25 Mg/m3, já MAIA e DANIEL (1999) definiram como valores
aceitáveis de densidade aparente de solos argilosos para diversos sistemas de preparo de solo
valores entre 0,83 e 1,1 g/cm3. Percebe-se pela Tabela 49, que em todos os tratamentos a
densidade aparente do solo após a operação se enquadra nos limites estabelecidos, sendo que o
“Paraplow” Rotativo tem nítida superioridade na diminuição da densidade da cama de
sementes em relação a sistema convencionais de preparo da cama de semente, tanto no plantio
148
convencional como no plantio direto, já que COELHO e MAGALHÃES (1998) em
experimentos de campo determinaram que a densidade aparente do solo após a operação de
sistemas de deposição de sementes através de discos duplos, discos duplos desencontrados,
sulcadores de haste e sulcadores de ponteiras encontra-se em torno de 1,5 g/cm3, além da
afirmação de OSUNBITAN et al. (2005), que em sistemas de plantio direto, principal sistema
de manejo conservacionista a densidade aparente é significativamente maior em relação a
tratamentos convencionais, considerando oxisolos.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois, captou diferença
entre médias da densidade aparente do solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos,
mostrando-se adequado para a diferenciação espacial da densidade aparente do solo perante
tratamentos diferenciados.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Variável estrutural CHANG do
solo antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 52,
Tabela 53, Tabela 54, Tabela 55, Tabela 56 e Tabela 57.
Tabela 52. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) antes da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 -2,52 3,61 1,90 -4,76 -0,70 4,06 -0,05 -1,61
E112 10,00 2,95 1,41 1,19 1,68 4,26 2,58 -0,01 -1,61
E121 9,00 1,25 0,48 0,69 0,50 1,87 1,36 -0,33 -1,57
E122 10,00 5,41 6,26 2,50 3,02 7,90 4,88 0,01 -1,65
E211 10,00 0,96 1,36 1,17 -0,16 2,08 2,24 0,00 -1,66
E212 10,00 -0,27 1,09 1,05 -1,46 0,73 2,19 -0,03 -1,63
E221 10,00 9,96 9,01 3,00 7,01 13,71 6,70 0,14 -1,52
E222 10,00 -0,61 0,00 0,07 -0,69 -0,51 0,18 -0,06 -1,06
149
Tabela 53. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
1097,55 7 156,7 53,38 0,00001
Dentro
Grupo
208,5 72 2,93
Tabela 54. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E111 10 -2,52 X
E222 10 -0,61 X
E212 10 -0,26 X X
E211 10 0,96 X
E121 10 1,24 X
E112 10 2,94 X
E122 10 5,4 X
E221 10 9,96 X
Tabela 55. Estatística descritiva da variável estrutural CHANG (CH) depois da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 -1,43 0,14 0,38 -1,83 -1,00 0,83 0,04 -1,56
E112 10,00 1,38 4,98 2,23 -0,77 3,84 4,61 0,03 -1,63
E121 10,00 1,87 0,38 0,61 1,23 2,50 1,27 0,00 -1,64
E122 10,00 4,17 2,81 1,68 2,56 5,84 3,28 0,01 -1,65
E211 10,00 -3,42 3,41 1,85 -5,77 -1,70 4,07 -0,23 -1,48
E212 10,00 0,29 1,75 1,32 -1,12 1,57 2,69 -0,01 -1,65
E221 10,00 1,09 2,61 1,62 -0,44 2,82 3,26 0,02 -1,64
E222 10,00 0,23 6,95 2,64 -2,39 2,85 5,25 0,01 -1,64
150
Tabela 56. Tabela ANOVA (teste F), variável CHANG (CH) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
356,8 7 50,9 17,7 0,00001
Dentro
Grupo
207,2 72 2,8
Tabela 57. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável CHANG depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E211 10 -3,42 X
E111 10 -1,42 X
E222 10 0,22 X
E212 10 0,28 X
E221 10 1,09 X X
E112 10 1,37 X X
E121 10 1,87 X
E122 10 4,16 X
A propriedade da curtose de uma distribuição normal se refere ao grau de
achatamento ou concentração das observações em torno de uma média, portanto o número
CHANG (CH), representa a modificação da estrutura do solo em função da concentração ou
dispersão dos agregados do solo em torno da média ponderada destes agregados.
COULOUMA (2005) afirma que a influencia do preparo do solo na estrutura do solo
varia muito dependendo da quantidade de água do solo, do tipo de solo e do tipo de preparo,
sendo que dentre todos os fatores envolvidos nestes parâmetros o mais importante é a
quantidade de argila do solo. Percebe-se que pela comparação entre as Tabela 52 e Tabela 55
151
que a ferramenta modifica a estrutura do solo, no entanto esta modificação se deve
essencialmente ao próprio princípio da enxada rotativa que tem uma ação de movimentação do
solo sem revolvimento, o que “vibra” o solo realizando a quebra de sua estrutura original,
modificando-a, credita-se esta intensa modificação representada pelos dados da tabelas citadas
ao solo ter teores de argila altos.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS tanto antes como depois, captou diferença
entre médias da dispersão dos agregados do solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos,
mostrando-se adequado para a diferenciação espacial da densidade aparente do solo perante
tratamentos diferenciados.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Variável estrutural SHANG do
solo antes e depois da operação do “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 58,
Tabela 59, Tabela 60, Tabela 61, Tabela 62 e Tabela 63.
Tabela 58. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) antes da operação.
Tratamento Observação Média (mm) Variancia
Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 -1,18 5,79 2,41 -3,55 1,22 4,77 0,00 -1,65
E112 10,00 0,11 1,69 1,30 -1,18 1,47 2,65 0,01 -1,65
E121 10,00 -4,07 1,89 1,38 -5,48 -2,63 2,85 0,00 -1,64
E122 10,00 4,05 17,42 4,17 0,09 8,13 8,04 0,00 -1,66
E211 10,00 -0,71 8,66 2,94 -3,93 2,08 6,01 -0,05 -1,62
E212 10,00 -4,25 0,92 0,96 -5,92 -3,33 2,59 -0,57 -0,90
E221 10,00 1,90 10,98 3,31 -1,26 5,42 6,67 0,02 -1,64
E222 10,00 -2,51 2,36 1,54 -4,18 -0,91 3,27 -0,04 -1,61
152
Tabela 59. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) antes da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
573,5 7 81,9 13,1 0,00001
Dentro
Grupo
447,3 72 6,2
Tabela 60. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG antes da operação. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E212 10 -4,25 X
E121 10 -4,07 X
E222 10 -2,51 X X
E111 10 -1,17 X X
E211 10 -0,70 X X
E112 10 0,10 X X
E221 10 1,90 X X
E122 10 4,05 X
Tabela 61. Estatística descritiva da variável estrutural SHANG (SH) depois da operação.
Tratamento Observação Média (mm)
Variancia Desvio Padrão (mm)
Mínimo (mm)
Maximo (mm)
Amplitude (mm) Simetria Curtose
E111 10,00 0,36 1,98 1,41 -1,07 1,74 2,81 0,00 -1,65
E112 10,00 -0,77 0,40 0,63 -1,50 -0,17 1,33 -0,06 -1,60
E121 10,00 -1,59 0,31 0,56 -2,16 -1,01 1,15 0,00 -1,64
E122 10,00 4,70 4,59 2,14 2,65 6,87 4,22 0,01 -1,65
E211 10,00 -1,24 0,74 0,86 -2,29 -0,43 1,86 -0,17 -1,52
E212 10,00 -0,87 0,37 0,61 -1,47 -0,27 1,20 0,00 -1,65
E221 10,00 -0,99 0,10 0,31 -1,38 -0,69 0,69 -0,14 -1,53
E222 10,00 -1,10 1,29 1,14 -2,30 -0,02 2,27 -0,03 -1,63
153
Tabela 62. Tabela ANOVA (teste F), variável SHANG (SH) depois da operação. ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
295,2 7 42,1 34,56 0,00001
Dentro
Grupo
87,8 72 1,22
Tabela 63. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável SHANG depois da operação.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 -1,59 X
E211 10 -1,23 X
E222 10 -1,10 X
E221 10 -0,99 X
E212 10 -0,87 X
E112 10 -0,76 X
E111 10 0,36 X
E122 10 4,69 X
A propriedade da simetria de uma distribuição normal se refere a posição da maior
concentração das observações em relação a média, portanto o número SHANG(SH),
representa a modificação da estrutura do solo em função do desvio ou da modificação dos
valores mais comuns e tamanho de agregados do solo, pode-se considerar este número como o
grau de homogeneidade “simetria” entre os tamanhos de agregados, considerando sua
distribuição normal, assim pequenas modificações entre os valores das Tabela 58 e Tabela 61,
representam um maior homogeneidade da estrutura após a passagem da ferramenta.
154
ZHANG et al. (2001) conclui experimentalmente que solos argilosos que sofrem
cisalhamento tem a resistência dos agregados elevada, devido a um rearranjamento de suas
partículas que se aproxima, aumentando a rigidez da estrutura do agregado, por outro lado há
uma diminuição do tamanho deste agregados, confirmando os valores altamente estáveis dos
agregados obtidos na Tabela 37. Neste contexto tem-se que os tratamentos que tiveram maior
homogeneidade foram os tratamentos E211, E122, e E121.
Em relação ao teste F, tanto antes como depois da operação foi captada diferença entre
médias significativa estatisticamente. O teste MDS antes , captou diferença entre médias da
homogeneidade solo nas regiões onde foi realizado os tratamentos, mostrando-se adequado
para a diferenciação espacial da homogeneidade do solo, após a operação não foi captada
diferença significativa perante tratamentos, se mostrando inferior a análise dimensional.
4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio:
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura superior do sulco
preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 64, Tabela 65 e Tabela 66.
Tabela 64. Estatística descritiva da variável Largura superior (LS).
Tratamento Observação Média (cm) Variancia
Desvio Padrão
(cm)
Mínimo (cm)
Maximo (cm)
Amplitude (cm) Simetria Curtose
E111 10,00 12,80 0,40 0,63 12,00 14,00 2,00 0,17 0,12
E112 10,00 12,80 0,18 0,42 12,00 13,00 1,00 -2,30 0,91
E121 10,00 12,70 0,90 0,95 11,00 14,00 3,00 -0,30 -0,22
E122 10,00 12,20 0,18 0,42 12,00 13,00 1,00 2,30 0,91
E211 10,00 13,10 0,10 0,32 13,00 14,00 1,00 4,08 6,45
E212 10,00 12,60 0,27 0,52 12,00 13,00 1,00 -0,63 -1,47
E221 10,00 12,80 0,40 0,63 12,00 14,00 2,00 0,17 0,12
E222 10,00 13,00 0,44 0,67 12,00 14,00 2,00 0,00 0,05
155
Tabela 65. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura superior da faixa preparada (LS). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
5,2 7 0,74 2,07 0,057
Dentro
Grupo
25,8 72 0,35
Tabela 66. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura superior. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E122 10 12,2 X
E212 10 12,6 X X
E121 10 12,7 X X
E221 10 12,8 X
E112 10 12,8 X
E111 10 12,8 X
E222 10 13,0 X
E211 10 13,1 X
Na Tabela 64, tem-se uma largura superior da faixa bem preparada variando entre 12
e 13 cm, atingindo o objetivo de projeto de uma faixa superficial estreita.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura superior, sendo condizente com a
realidade visto a ferramenta utilizada em todos os tratamento ser a mesma, portanto com
características médias do sulco preparado iguais.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura inferior do sulco
preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 67, Tabela 68 e Tabela 69.
156
Tabela 67. Estatística descritiva da variável: Largura inferior (LI).
Tratamento Observação Média (cm)
Variancia Desvio Padrão
(cm)
Mínimo (cm)
Maximo (cm)
Amplitude (cm) Simetria Curtose
E111 10,00 21,20 1,73 1,32 20,00 23,00 3,00 0,36 -1,27
E112 10,00 21,20 1,96 1,40 20,00 23,00 3,00 0,61 -1,24
E121 10,00 21,50 1,39 1,18 20,00 23,00 3,00 -0,33 -0,93
E122 10,00 20,80 1,07 1,03 20,00 23,00 3,00 1,60 0,61
E211 10,00 21,60 2,93 1,71 20,00 24,00 4,00 0,58 -1,16
E212 10,00 22,30 2,46 1,57 20,00 24,00 4,00 -0,52 -0,83
E221 10,00 22,40 4,04 2,01 20,00 26,00 6,00 0,70 -0,32
E222 10,00 22,30 0,46 0,67 21,00 23,00 2,00 -0,56 -0,18
Tabela 68. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura inferior da faixa preparada (LI). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
25,58 7 3,65 1,83 0,095
Dentro
Grupo
144 72 2,00
Tabela 69. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura inferior. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E122 10 20,8 X
E111 10 21,2 X X
E112 10 21,2 X X
E121 10 21,5 X X
E211 10 21,6 X X
E212 10 22,3 X
E222 10 22,3 X
E221 10 22,4 X
157
Pelos valores obtidos na Tabela 67, tem-se uma largura inferior da faixa bem preparada
variando entre 20 e 22 cm, atingindo o objetivo de projeto de uma faixa sub-superfical mais
larga.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura inferior, sendo condizente com a
realidade visto a ferramenta utilizada em todos os tratamentos ser a mesma, portanto com
características médias do sulco preparado iguais.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Profundidade efetiva do sulco
preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 70, Tabela 71 e Tabela 72.
Tabela 70. Estatística descritiva da variável: Profundidade efetiva (P).
Tratamento Observação Média (cm)
Variancia Desvio Padrão
(cm)
Mínimo (cm)
Maximo (cm)
Amplitude (cm) Simetria Curtose
E111 10,00 12,80 5,51 2,35 10,00 16,00 6,00 0,30 -1,04
E112 10,00 15,40 1,82 1,35 13,00 18,00 5,00 0,56 0,84
E121 10,00 13,10 3,66 1,91 11,00 17,00 6,00 1,00 0,40
E122 10,00 15,30 7,34 2,71 12,00 20,00 8,00 0,41 -0,64
E211 10,00 12,40 1,38 1,17 11,00 14,00 3,00 0,05 -0,94
E212 10,00 17,50 4,28 2,07 13,00 19,00 6,00 -1,82 0,85
E221 10,00 12,50 1,83 1,35 10,00 15,00 5,00 0,22 0,70
E222 10,00 13,80 3,51 1,87 11,00 17,00 6,00 0,46 -0,45
Tabela 71. Tabela ANOVA (teste F), variável Profundidade efetiva (P). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
229,2 7 32,74 8,93 0,00001
Dentro
Grupo
264,0 72 3,66
158
Tabela 72. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Profundidade efetiva. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E211 10 12,4 X
E221 10 12,5 X
E111 10 12,8 X
E121 10 13,1 X
E222 10 13,8 X X
E122 10 15,3 X
E112 10 15,4 X
E212 10 17,5 X
Pelos valores obtidos na Tabela 70, tem-se uma profundidade efetiva da faixa bem
preparada variando entre 12 e 17 cm. Atingindo o objetivo de projeto de uma faixa bem
preparada com profundidade suficiente para o plantio das culturas selecionadas para o Novo
Dragão (milho, feijão, soja e mamona).
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, captou pouca diferença entre médias da profundidade efetiva, este fato
aconteceu devido as diferentes configurações operacionais adotadas, onde foram testadas duas
profundidade de regulagem diferentes.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura de empolamento do sulco
preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 73, Tabela 74 e Tabela 75.
159
Tabela 73. Estatística descritiva da variável: Largura de empolamento (LE).
Tratamento Observação Média (cm)
Variancia Desvio Padrão
(cm)
Mínimo (cm)
Maximo (cm)
Amplitude (cm) Simetria Curtose
E111 10,00 29,60 21,38 4,62 23,00 38,00 15,00 0,16 -0,18
E112 10,00 30,10 1,43 1,20 28,00 32,00 4,00 0,33 0,42
E121 10,00 30,90 13,21 3,63 26,00 37,00 11,00 0,76 -0,40
E122 10,00 29,10 4,77 2,18 26,00 32,00 6,00 -0,31 -0,65
E211 10,00 29,80 2,40 1,55 28,00 32,00 4,00 0,24 -0,82
E212 10,00 29,80 11,73 3,43 25,00 37,00 12,00 0,89 0,80
E221 10,00 33,30 17,34 4,16 29,00 40,00 11,00 0,97 -0,79
E222 10,00 31,00 2,67 1,63 28,00 33,00 5,00 -0,49 -0,42
Tabela 74. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura de empolamento (LE). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
121,4 7 17,3 1,85 0,09
Dentro
Grupo
674,4 72 9,36
Tabela 75. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E122 10 29,1 X
E111 10 29,6 X
E212 10 29,8 X
E211 10 29,8 X
E112 10 30,1 X
E121 10 30,9 X X
E222 10 31,0 X X
E221 10 33,3 X
160
Pelos valores obtidos na Tabela 73 , tem-se uma largura do empolamento superficial
de variando entre 29 e 31 cm, o que demonstra a movimentação do solo sem revolvimento e
inversão, além do efeito de elevação do solo devido a forma geométrica do “Paraplow”
Rotativo.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, não captou diferença entre médias da largura de empolamento, o que demonstra
a inadequação deste teste para diferenciar este parâmetro, em comparação a análise
dimensional que captou a diferenciação dos graus de desestruturação nas regiões dos diversos
tratamentos.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Altura de empolamento do sulco
preparado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 76, Tabela 77 e Tabela 78.
Tabela 76. Estatística descritiva da variável: Altura de empolamento (HE).
Tratamento Observação
Média (cm) Variancia
Desvio Padrão
(cm) Mínimo
(cm) Maximo
(cm) Amplitude
(cm) Simetria Curtose E111 10,00 4,00 2,00 1,41 2,00 7,00 5,00 1,14 0,79
E112 10,00 6,30 2,01 1,42 5,00 9,00 4,00 1,03 -0,24
E121 10,00 4,40 1,82 1,35 2,00 6,00 4,00 -0,31 -0,39
E122 10,00 4,10 1,88 1,37 2,00 6,00 4,00 0,13 -0,75
E211 10,00 4,00 2,67 1,63 2,00 7,00 5,00 0,99 -0,42
E212 10,00 4,00 0,67 0,82 3,00 5,00 2,00 0,00 -0,90
E221 10,00 3,60 1,16 1,07 2,00 5,00 3,00 0,45 -0,82
E222 10,00 5,30 2,01 1,42 2,00 7,00 5,00 -1,61 1,93
Tabela 77. Tabela ANOVA (teste F), variável Altura de empolamento (HE). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
55,9 7 7,99 4,5 0,0003
Dentro
Grupo
127,9 72 1,77
161
Tabela 78. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Altura de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E221 10 4,0 X
E212 10 4,0 X
E111 10 4,0 X
E211 10 4,1 X
E122 10 4,4 X
E121 10 5,3 X X
E222 10 6,3 X X
E112 10 X
Pelos valores obtidos na Tabela 76 , tem-se uma altura de empolamento superficial de
variando entre 3 e 6 cm, o que demonstra a movimentação do solo sem revolvimento e
inversão, além do efeito de elevação do solo devido a forma geométrica do “Paraplow”
Rotativo.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, não captou diferença entre médias da altura de empolamento, o que demonstra a
inadequação deste teste para diferenciar este parâmetro, em comparação a análise dimensional
que captou a diferenciação dos graus de desestruturação nas regiões dos diversos tratamentos.
162
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Largura lateral das fissuras geradas
pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 79, Tabela 80 e Tabela 81.
Tabela 79. Estatística descritiva da variável: Largura lateral de fissuras (LF).
Tratamento Observação Média (cm)
Variancia Desvio Padrão
(cm)
Mínimo (cm)
Maximo (cm)
Amplitude (cm) Simetria Curtose
E111 10,00 40,10 4,99 2,23 36,00 44,00 8,00 0,09 0,62
E112 10,00 44,10 4,32 2,08 41,00 47,00 6,00 -0,69 -0,61
E121 10,00 41,20 3,07 1,75 38,00 44,00 6,00 -0,29 -0,04
E122 10,00 40,40 4,93 2,22 36,00 45,00 9,00 0,26 2,00
E211 10,00 41,80 15,73 3,97 37,00 50,00 13,00 1,26 0,43
E212 10,00 42,50 13,61 3,69 36,00 50,00 14,00 0,62 1,11
E221 10,00 45,90 51,43 7,17 38,00 60,00 22,00 1,26 0,05
E222 10,00 43,90 7,66 2,77 40,00 49,00 9,00 0,78 -0,25
Tabela 80. Tabela ANOVA (teste F), variável Largura lateral de fissuras (LF). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
284,2 7 40,61 3,07 0,007
Dentro
Grupo
951,7 72 13,21
Tabela 81. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Largura lateral de fissuras. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E111 10 40,1 X
E122 10 40,4 X
E121 10 41,2 X X
E211 10 41,8 X X
E212 10 42,5 X X
E222 10 43,9 X X
E112 10 44,1 X X
E221 10 45,9 X
163
Pelos valores obtidos na Tabela 79 , tem-se uma largura das fissuras geradas pela
ação de subsolagem volumétrica do “Paraplow” Rotativo variando entre 40 e 45 cm, o que
demonstra a propagação das fissuras geradas no solo devido às ações dinâmicas perpetradas
devido à rotação do “Paraplow” Rotativo aliada à forma geométrica de um “paraplow”
movimentação do solo sem revolvimento e inversão, além do efeito de elevação do solo, sobre
tensões de cisalhamento variáveis, conforme as fases da propagação de fissuras descritas por
KARMAKAR (2005).
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS captou alguma diferença entre médias da largura das fissuras, provando a
superioridade da análise dimensional que captou grande diferenciação nos diversos testes.
4.1.3 - Características operacionais:
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Área mobilizada pelo “Paraplow”
Rotativo são apresentados nas Tabela 82, Tabela 83 e Tabela 84.
Tabela 82. Estatística descritiva da variável: Área mobilizada (Amob).
Tratamento Observação Média (cm2)
Variancia Desvio Padrão (cm2)
Mínimo (cm2)
Maximo (cm2)
Amplitude (cm2) Simetria Curtose
E111 10 227 1830 43 175 281 106 0,07 -1,21
E112 10 262 879 30 215 315 101 0,76 0,27
E121 10 237 1777 42 187 314 127 0,90 -0,11
E122 10 253 2493 50 192 330 138 0,21 -1,02
E211 10 252 3044 55 198 361 163 1,30 -0,06
E212 10 252 6342 80 176 352 176 0,43 -1,42
E221 10 220 562 24 185 252 67 0,26 -0,97
E222 10 244 1115 33 193 298 105 0,29 -0,54
164
Tabela 83. Tabela ANOVA (teste F), variável Área mobilizada (Amob). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
14537 7 2076 0,92 0,49
Dentro
Grupo
162376 72 2255,3
Tabela 84. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área mobilizada. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E221 10 219,60 X
E111 10 227,35 X X
E121 10 237,45 X X
E222 10 243,55 X X
E211 10 251,55 X X
E212 10 252,2 X X
E122 10 253,25 X X
E112 10 262,20 X
Pelos valores apresentados na Tabela 82, tem-se às áreas trapezoidais mobilizadas pelo
“Paraplow” Rotativo, que variaram de 220 cm 2 a 260 cm2.
O teste F não captou diferença entre médias significativa estatisticamente. O teste
MDS, não captou diferença entre médias da área mobilizada, o que demonstra a inadequação
da análise de variância de classificação de uma via simples para diferenciar este parâmetro, em
comparação a análise dimensional captou nitidamente a diferenciação das área mobilizadas.
165
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Área de empolamento gerada pelo
“Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 85, Tabela 86, Tabela 87 e Tabela 88.
Tabela 85. Estatística descritiva da variável: Área de empolamento (Aemp).
Tratamento Observação Média (cm2)
Variancia Desvio Padrão (cm2)
Mínimo (cm2)
Maximo (cm2)
Amplitude (cm2) Simetria Curtose
E111 10 95 562 24 59 131 71 -0,09 -0,68
E112 10 204 12856 113 82 377 295 0,56 -0,90
E121 10 72 60 8 64 85 21 0,96 -0,59
E122 10 78 763 28 42 118 76 0,01 -0,97
E211 10 34 2 1 32 36 4 0,85 -0,48
E212 10 57 347 19 30 86 56 0,19 -0,63
E221 10 119 2882 54 60 203 143 0,81 -0,69
E222 10 45 214 15 23 66 43 -0,15 -0,78
Tabela 86. Tabela ANOVA (teste F), variável Área de empolamento (Aemp). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
206352 7 29478 13,33 0,00001
Dentro
Grupo
159176 72 2210,7
Tabela 87. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Área de empolamento. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E211 10 33,90 X
E222 10 44,45 X X
E212 10 57,12 X X X
E121 10 71,63 X X X
E122 10 77,78 X X X
E111 10 95,07 X X
E221 10 118,50 X
E112 10 204,26 X
166
Tabela 88. Empolamento do solo após a passagem da ferramenta (%).
Tratamento Empolamento E111 42
E112 78
E121 30
E122 31
E211 13
E212 23
E221 54
E222 18
Pelos valores apresentados na Tabela 85 , tem-se às áreas de empolamento geradas
pelo “Paraplow” Rotativo, que variaram de 45 cm 2 a 200 cm2.
Pela Tabela 88, tem-se as porcentagens do empolamento perpetrado pelo “Paraplow”
Rotativo, que variaram de 18 % à 78%, valores estes que abarcam os dados experimentais
obtidos por SANTOS e SVERZUT (1994) que encontraram empolamento variando de 44 a
46% para escarificadores operando a profundidade de 200 mm.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS captou diferença entre médias da área de empolamento, sendo adequado para a
diferenciação nos diversos tratamentos.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Quantidade de água no solo
trabalhado pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 89, Tabela 90, Tabela 91 e
Tabela 92.
167
Tabela 89. Estatística descritiva da variável: Quantidade de água (Du).
Tratamento Observação Média
(g) Variancia
Desvio Padrão
(g)
Mínimo (g)
Maximo (g)
Amplitude (g) Simetria Curtose
E111 10 17 5 2 13 22 8 0,76 0,87
E112 10 16 2 1 14 19 5 0,99 -0,03
E121 10 21 3 2 18 24 6 0,47 -0,49
E122 10 16 2 1 14 19 4 -0,22 -0,54
E211 10 18 10 3 12 22 10 -1,14 0,04
E212 10 16 11 3 11 22 12 0,30 0,01
E221 10 17 47 7 9 26 17 0,34 -1,24
E222 10 15 8 3 12 20 8 0,65 -0,24
Tabela 90. Teor de água médio, nas linhas experimentais, em cada tratamento (%).
Tratamento Umidade E111 23
E112 22
E121 23
E122 20
E211 22
E212 21
E221 22
E222 21
Tabela 91. Tabela ANOVA (teste F), variável Quantidade de água (Du) nas faixas experimentais.
∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
206,6 7 29,5 2,65 0,016
Dentro
Grupo
800,7 72 11,12
168
Tabela 92. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Quantidade de água nas faixas experimentais.
Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E222 10 14,98 X
E112 10 15,87 X
E212 10 16,15 X
E122 10 16,47 X
E111 10 16,80 X
E221 10 17,17 X
E211 10 17,61 X
E121 10 20,72 X
Pelos valores apresentados na Tabela 89 , os valores do parâmetro quantidade de água
(Du) do solo para cada tratamento, sendo que variaram de 15 gramas até 21 gramas. Os
valores em porcentagem são apresentados na Tabela 90, sendo que variaram de 20 % a 23 %
de teor de água entre os tratamentos. BARZEGAR (2004), afirma que o tipo de tratamento e a
quantidade de água no solo influenciam grandemente a distribuição de agregados em uma
cama de semente, sendo que pelos valores apresentados pode-se considerar que todos os
tratamentos tiveram valores próximos de teor de água, sendo este parâmetro considerado
constante, portanto com influências iguais em todos os tratamentos.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Velocidade efetiva do “Paraplow”
Rotativo são apresentados na Tabela 93.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS, não captou diferença entre médias da quantidade de água, o que condiz com a
realidade, visto ter sido considerada a umidade do solo nas áreas onde foram feitos os
tratamentos como constante.
169
Tabela 93. . Estatística descritiva da variável: Velocidade efetiva de trabalho (VA).
Tratamento Observação Média (m/s)
Variancia Desvio Padrão (m/s)
Mínimo (m/s)
Maximo (m/s)
E111 10,000 0,265 0,000 0,016 0,250 0,280
E112 10,000 0,267 0,002 0,047 0,222 0,312
E121 10,000 0,279 0,000 0,016 0,263 0,294
E122 10,000 0,239 0,001 0,033 0,208 0,270
E211 10,000 0,611 0,003 0,059 0,555 0,666
E212 10,000 0,292 0,002 0,044 0,250 0,333
E221 10,000 0,463 0,004 0,066 0,400 0,526
E222 10,000 0,406 0,016 0,127 0,285 0,526
As velocidades efetivas de trabalho variaram conforme a Tabela 93, estas diferenças se
creditam às diversas condições de compactação ao longo de cada linha, o que exigiam para a
operação do “Paraplow” Rotativo maiores trações por meio da roda, assim como entre as
linhas diversas, sendo considerado como velocidade efetiva média para a velocidade teórica de
marcha V1 o valor de 0,26 m/s, enquanto para a velocidade efetiva média para a velocidade
teórica de marcha V2 o valor médio de 0,44 m/s.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Quantidade de patinamento gerado
pelo “Paraplow” Rotativo são apresentados nas Tabela 94 e Tabela 95.
Tabela 94. Estatística descritiva da variável: Quantidade de Patinamento da máquina (Pat).
Tratamento Observação Média
(m) Variancia
Desvio Padrão
(m)
Mínimo (m)
Maximo (m)
E111 10 12 1 1 11 13
E112 10 15 8 3 13 18
E121 10 12 1 1 11 13
E122 10 13 1 1 13 13
E211 10 13 4 2 11 14
E212 10 14 14 4 11 18
E221 10 11 0 0 11 11
E222 10 11 0 0 11 11
170
Tabela 95. Índice de patinagem da máquina (%)
Tratamento Patinagem E111 10
E112 20
E121 8
E122 20
E211 8
E212 9
E221 10
E222 6
Os valores dimensionais para patinagem (Pat) o variaram conforme a Tabela 94 ,
estas diferenças se creditam as diversas condições de compactação ao longo de cada linha,
assim como entre as linhas diversas, os perímetros de patinagem variaram de 11 metros a 15
metros, lembrando que a distância útil da linha era de 10 m. A Tabela 95 apresenta os valores
em porcentagem da patinagem. Considerando os limites impostos pela ASAE (1997) que
determina que o nível de patinagem ótimo seja de 8 a 10 % de patinagem para solos firmes,
tem-se que os tratamentos E111, E211, E212, e E121 atendem este requisito.
Os dados obtidos e tratados referentes ao parâmetro Taxa de corte do “Paraplow”
Rotativo são apresentados nas Tabela 96, Tabela 97 e Tabela 98.
Tabela 96. . Estatística descritiva da variável: Taxa de corte da ferramenta.
Tratamento Observação
Média (cm3/s)
Variancia Desvio Padrão (cm3/s)
Minimo (cm3/s)
Maximo (cm3/s)
Amplitude (cm3/s) Simetria Curtose
E111 10 10505 32507600 5702 4538 18648 14111 0,56 -1,10
E112 10 7082 3498960 1871 4762 9828 5066 0,37 -1,09
E121 10 6582 995469 998 4918 8245 3327 0,10 -0,07
E122 10 6942 1560400 1249 5376 8910 3534 0,22 -0,90
E211 10 15593 22253000 4717 10989 24043 13054 0,86 -0,67
E212 10 7063 1682920 1297 5861 8788 2927 0,59 -1,39
E221 10 10167 3230720 1797 7400 12992 5592 -0,03 -0,49
E222 10 9572 4655800 2158 6669 12308 5639 0,11 -1,18
171
Tabela 97. Tabela ANOVA (teste F), variável Taxa de corte (Txc). ∑∑∑∑ x2 Grau de
liberdade
Média
Quadrada
Razão F Significância
(Valor P)
Entre
Grupos
6,46*108 7 9,23*107 10,5 0,00001
Dentro
Grupo
6,33*108 72 8,79*108
Tabela 98. Teste MDS à nível de confiança de 95%, variável Taxa de corte. Tratamento Observações Média Grupo Homogêneo
E121 10 6582,06 X
E122 10 6942,40 X X
E212 10 7062,79 X X
E112 10 7081,74 X X
E222 10 9571,69 X X
E221 10 10166,80 X
E111 10 10505,20 X
E211 10 15592,70 X
A taxa de corte do “Paraplow” Rotativo para os diversos tratamentos é apresentada na
Tabela 96, sendo que variou de 6500 cm3/s a 15500 cm3/s.
Em relação ao teste F foi captada diferença entre médias significativa estatisticamente.
O teste MDS captou alguma diferença entre médias da taxa de corte da ferramenta, a análise
dimensional por sua vez captou grande diferenciação nos diversos tratamentos.
172
4.2. Análise Dimensional
Neste trabalho para a escolha dos Pi - termos mais correlacionados para a
construção dos gráficos conjuntos dos tratamentos foram considerados os maiores coeficientes
de correlação de cada tratamento para cada binômio de Pi-Termos depois da operação do
Paraplow Rotativo, o critério para escolha dos binômios foi que cada gráfico adimensional
devesse ter no mínimo 4 tratamentos com coeficiente de correlação maior que 0.5, tanto para o
item 4.2.2-Caracterização dos requisitos conservacionistas, como para o item 4.2.3-
Caracteristicas da faixa de plantio e caracterização operacional. No item 4.2.2 são
apresentados nos gráficos o valor do coeficiente de correlação do produto de Pearlson e a
equação de correlação, enquanto do item 4.2.3 são apresentadas tabelas com os valores do
coeficiente de correlação respectivas a cada tratamento, as matrizes de correlação referentes a
cada tratamento (configuração operacional) depois da operação são apresentadas no Anexo
8.3: Matriz 4, Matriz 5, Matriz 6, Matriz 7, Matriz 8, Matriz 9, Matriz 10 e Matriz 11. Cabe
ressaltar que o coeficiente de correlação do produto de Pearlson é um coeficiente que trata das
variâncias dos valores correlacionados, enquanto que o coeficiente de correlação é um valor
que correlaciona os desvios padrões.
4.2.1. Forma especificada dos Pi - termos
ππππ1 = CIF / c Equação 56
A relação entre o índice de cone das fissuras e a coesão do solo, tem como significado
físico o comportamento da descompactação do solo em função da diminuição da coesão das
estruturas internas do solo.
ππππ2 = φφφφ / DMP; Equação 57
173
A relação entre o ângulo de atrito interno do solo e o diâmetro médio geométrico, tem como
significado físico o comportamento da desagregação do solo em função do aumento do ângulo
de atrito interno do solo.
ππππ3 = CI0 / c; Equação 58
A relação entre o índice de cone original da área e a coesão do solo, tem como
significado físico o comportamento da inversamente proporcional da coesão do solo em
função do índice de cone original do solo.
ππππ4 = DPS / DMP; Equação 59
A relação entre o diâmetro ponderado seco e o diâmetro médio ponderado, tem como
significado físico as modificações da estrutura do solo em função do índice de agregação
respectivo.
ππππ5 = LI / DMP; Equação 60
A relação entre a largura inferior da faixa preparada e o diâmetro médio ponderado,
fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação do solo.
ππππ6 = LS / DMP; Equação 61
A relação entre a largura superior da faixa preparada e o diâmetro médio ponderado,
fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação do solo.
ππππ7 = P / DMP; Equação 62
174
A relação entre a profundidade efetiva da faixa preparada e o diâmetro médio
ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de desagregação
do solo.
ππππ8 =LE / DMP; Equação 63
A relação entre a largura de empolamento da faixa preparada e o diâmetro médio
ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de
descompactação e mobilização do solo considerado como subseqüente modificação da
agregação do solo, desestruturando-o.
ππππ9 =HE / DMP; Equação 64
A relação entre a altura de empolamento da faixa preparada e o diâmetro médio
ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de
descompactação e mobilização do solo considerado como subseqüente modificação da
agregação do solo desestruturando-o.
ππππ10 = LF / DMP; Equação 65
A relação entre a largura das fissuras da faixa preparada e o diâmetro médio
ponderado, fornece uma relação geométrica da faixa relacionando-a ao nível de
descompactação e de alcance dos efeitos dinâmico no solo considerado como subseqüente
modificação na compactação do solo.
ππππ11 = CH / DMP; Equação 66
A relação entre o número CHANG e o diâmetro médio ponderado, fornece um meio de
comparar o formato da distribuição das partículas do solo, em função da curtose da
distribuição, e o nível de desagregação do solo.
175
ππππ12 = SH / DMP; Equação 67
A relação entre o número SHANG e o diâmetro médio ponderado, fornece um meio de
comparar o formato da distribuição das partículas do solo, em função da simetria da
distribuição, e o nível de desagregação do solo.
ππππ13 =Du / (γγγγ*(DMP)3); Equação 68
A relação entre a quantidade de água no solo, sua densidade e o diâmetro médio
ponderado, possibilita considerações dos efeitos da quantidade de água no solo em relação a
sua densidade aparente e o nível de desagregação do mesmo.
ππππ14 = (VA*(γγγγ)1/2) / ((c)1/2); Equação 69
A relação entre a velocidade efetiva de trabalho, a densidade e o coesão do solo, gera a
possibilidade de se comparar a velocidade de operação em função dos efeitos conseqüentes na
densidade, e coesão do solo, conseqüentemente em função da compactação do solo.
ππππ15 = Pat / DMP; Equação 70
A relação entre o patinamento e o diâmetro médio ponderado, relaciona a quantidade
de energia exigida para a tração e os efeitos relativos à desagregação do solo.
ππππ16 = (Txc*(γγγγ)1/2) / ((( DMP)2)*((c)1/2)); Equação 71
A relação entre a taxa de corte da ferramenta, e as características do solo densidade,
diâmetro médio ponderado e coesão, mostra o comportamento destes parâmetros de solo em
função da quantidade de solo trabalhada.
176
ππππ17 = Aemp / (DMP)2; Equação 72
A área de empolamento combinada com o quadrado do diâmetro médio ponderado
fornece a comparação entre o nível de mobilização do solo e sua respectiva desagregação.
ππππ18 = Amob / (DMP)2; Equação 73
A área de mobilizada combinada com o quadrado do diâmetro médio ponderado
fornece outra comparação entre o nível de mobilização do solo e sua respectiva desagregação.
ππππ19 =Inrug / DMP. Equação 74
O índice de rugosidade e o diâmetro médio ponderado geram uma relação que indica a
modificação do índice de rugosidade em função da modificação do nível de desagregação.
4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas:
4.2.2.1- Gráficos adimensionais ππππ2 x ππππ19
O gráfico adimensional π2 x π19 representa o comportamento do ângulo de atrito interno
do solo pelo índice de rugosidade do mesmo após a passagem do “Paraplow” Rotativo.
Matematicamente cada ponto relativo ao gráfico é uma razão entre índice de cone e ângulo de
atrito interno, posto que ambas as grandezas serem divididas pelo DMP, que aritmeticamente é
cancelado.
177
Pi2 x Pi19 (A&D)
y = 0,1131x - 0,4851
R2 = 0,4841
y = 0,0193x + 0,92
R2 = 0,602
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 20 40 60 80 100
Pi2
Pi19
E111A
E111D
Linear (E111A)
Linear (E111D)
Gráfico 7. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois).
Pi2 x Pi19 (A&D)
y = 0,0048x + 2,5287
R2 = 0,0647
y = 0,0051x + 1,543
R2 = 0,0412
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 50 100 150 200
Pi2
Pi19
E222A
E222D
Linear (E222D)
Linear (E222A)
Gráfico 8. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois).
178
Pi2 x Pi19
y = 0,2328x - 0,9896
R2 = 0,8763
y = 0,1324x + 0,6784
R2 = 0,6533
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 20 40 60 80 100
Pi2
Pi19
E121A
E121D
Linear (E121A)
Linear (E121D)
Gráfico 9. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois).
Pi2 x Pi19
y = 0,0264x + 2,2088
R2 = 0,0672
y = 0,0149x + 1,5637
R2 = 0,0202
0
1
2
3
4
5
6
7
0 10 20 30 40 50 60 70
Pi2
Pi19
E122A
E122D
Linear (E122D)
Linear (E122A)
Gráfico 10. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois).
179
Pi2 x Pi19 A&D
y = -0,0046x + 4,0597
R2 = 0,0416
y = 0,0261x + 1,1977
R2 = 0,5364
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250
Pi2
Pi19
E112A
E112D
Linear (E112D)
Linear (E112A)
Gráfico 11. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois).
Pi2 x Pi19
y = 0,0089x + 3,8479
R2 = 0,0119
y = -0,0122x + 2,0571
R2 = 0,1958
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 20 40 60 80 100 120
Pi2
Pi19
E211A
E211
Linear (E211)
Linear (E211A)
Gráfico 12. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois).
180
Pi2 x Pi19
y = -5E-05x + 4,3521
R2 = 5E-07
y = 0,043x + 0,7444
R2 = 0,6501
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100
Pi2
Pi19
E212A
E212D
Linear (E212D)
Linear (E212A)
Gráfico 13. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois).
Pi2 x Pi19
y = 0,0531x - 0,1684
R2 = 0,9515
y = 0,0578x + 0,1593
R2 = 0,7877
0
1
2
3
4
5
6
0 20 40 60 80 100 120
Pi2
Pi19
E221A
E221D
Linear (E221D)
Linear (E221A)
Gráfico 14. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ19, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois).
181
De forma geral o comportamento ideal de um corpo de solo após a passagem de uma
ferramenta é que haja um aumento do índice de rugosidade, sem haver exagerada
desagregação do solo (pulverização), conforme prescrevem MACIEL (1993), ZHANG et al.
(2001) e COULOMA (2005). Nos Gráfico 7, Gráfico 8, Gráfico 9, Gráfico 10, Gráfico 11,
Gráfico 12, Gráfico 13, e Gráfico 14, tem-se o comportamento desta relação Antes da
operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da Operação, para cada tratamento.
Os gráficos devem ser interpretados de forma à se comparar o comportamento da reta
obtida dos dados ”depois” da operação pela reta dos dados ”antes” da operação, sendo que o
ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne ao
ângulo de atrito interno (π2), enquanto que o índice de rugosidade (π19) fosse maior. Neste
enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 9 (E121) e Gráfico 13 (E212),
visto o tratamento E121 possuir ambas as retas com aproximadamente a mesma faixa de
variação no que concerne ao ângulo de atrito interno enquanto o índice de rugosidade é
relativamente maior, em relação ao tratamento E212 a faixa de abrangência do ângulo de atrito
interno é praticamente a mesma e tem-se um comportamento onde a reta “antes” é bem
delimitada e com valores inferiores aos da reta “depois” que possui uma faixa de valores
superiores embora pouco correlacionados.
4.2.2.2- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ11
O gráfico adimensional π3 x π11 representa o comportamento intrínseco do solo em
função de suas características de compactação (compactação e coesão), (π3) em relação as
suas características estruturais de dispersão (CH),(π11), que são essencialmente ligadas.
182
Pi3 x Pi11
y = -0,0142x + 0,515
R2 = 0,9396
y = 0,0338x - 3,314
R2 = 0,89
-1,8
-1,6
-1,4
-1,2
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0 20 40 60 80 100 120 140
Pi3
Pi11
E111A
E111D
Linear (E111D)
Linear (E111A)
Gráfico 15. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois).
Pi3 x Pi11
y = -0,0733x + 5,833
R2 = 0,9674
y = -0,0018x - 0,1378
R2 = 0,4948
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi11
E222A
E222D
Linear (E222D)
Linear (E222A)
Gráfico 16. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois).
183
Pi 3 x Pi11
y = 0,0184x - 0,8923
R2 = 0,9488
y = 0,0159x - 0,9752
R2 = 0,9487
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 50 100 150 200 250
Pi3
Pi11
E121A
E121D
Linear (E121D)
Linear (E121A)
Gráfico 17. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois).
Pi 3 x Pi11
y = 0,0894x - 3,7549
R2 = 0,8555
y = 0,1021x - 6,7212
R2 = 0,9431
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi11
E122A
E122D
Linear (E122A)
Linear (E122D)
Gráfico 18. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois).
184
Pi3 x Pi11
y = 0,0807x - 3,8573
R2 = 0,7846
y = 0,1348x - 9,7635
R2 = 0,3613
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 20 40 60 80 100
Pi3
Pi11
E112A
E112D
Linear (E112A)
Linear (E112D)
Gráfico 19. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois).
Pi3 x Pi11
y = 0,0319x - 2,0533
R2 = 0,3222
y = 0,0378x - 4,6087
R2 = 0,2966
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi11
E211A
E211D
Linear (E211A)
Linear (E211D)
Gráfico 20. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois).
185
Pi3 x Pi11
y = 0,0344x - 2,5111
R2 = 0,9963
y = 0,0176x - 1,2195
R2 = 0,9965
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi11
E212A
E212D
Linear (E212D)
Linear (E212A)
Gráfico 21. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois).
Pi3 x Pi11
y = 0,0132x + 3,0914
R2 = 0,7852
y = -0,0161x + 1,7162
R2 = 0,9918
-1
0
1
2
3
4
5
0 20 40 60 80 100 120 140
Pi3
Pi11
E221
E221
Linear (E221)
Linear (E221)
Gráfico 22. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ11, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois).
186
De forma geral o comportamento ideal de um corpo de solo após a passagem de uma
ferramenta é que haja variação das características de compactação em função da coesão do
solo sem uma grande mudança da estrutura deste solo, conforme a literatura estudada
(HILLEL (1980), GILL e VANDEN BERG (1968), e KATAOKA (2002)). Nos Gráfico 15,
Gráfico 16, Gráfico 17, Gráfico 18, Gráfico 19, Gráfico 20, Gráfico 21, e Gráfico 22 tem-se o
comportamento desta relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da
Operação, para cada tratamento.
Os gráficos devem ser interpretados de forma à se comparar o comportamento da reta
obtida dos dados ”depois” da operação pela reta dos dados ”antes” da operação, sendo que o
ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne a
estrutura do solo (π11), enquanto que o valor da relação índice de cone original e coesão
deveria aumentar, visto o índice de cone permanecer constante em relação a ‘antes’ e ‘depois’,
mas o valor da coesão diminui, portanto a relação tende a aumentar. Neste enfoque percebe-se
os melhores comportamentos nos Gráfico 17 (E121), Gráfico 18 (E122), e Gráfico 19 (E112),
pois todos tem a mesma faixa de variação da dispersão dos agregados do solo e com tendência
proporcional crescente em relação ao π3.
4.2.2.3- Gráficos adimensionais ππππ3 x ππππ13
O gráfico adimensional π3 x π13 representa o comportamento intrínseco do solo em
função de suas características dinâmicas (compactação e coesão), (π3) em relação as suas
características físicas ( umidade, densidade e DMP),(π13).
187
Pi3 x Pi13
y = 45,32x - 2181,4
R2 = 0,9333
y = 23,285x - 960,64
R2 = 0,9533
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 20 40 60 80 100 120 140
Pi3
Pi13
E111A
E111D
Linear (E111D)
Linear (E111A)
Gráfico 23. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois).
Pi3 x Pi13
y = 56,667x - 3008,1
R2 = 0,8306
y = 35,465x - 1799,6
R2 = 0,9574
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi13
E222A
E222D
Linear (E222D)
Linear (E222A)
Gráfico 24. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois).
188
Pi3 x Pi13
y = 137,79x - 9653,9
R2 = 0,976
y = 91,346x - 6219,4
R2 = 0,9498
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 50 100 150 200 250
Pi3
Pi13
E121A
E121D
Linear (E121D)
Linear (E121A)
Gráfico 25. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois).
Pi3 x Pi13
y = 47,873x - 2464,3
R2 = 0,7767
y = 23,842x - 1028,8
R2 = 0,9805
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi13
E122A
E122D
Linear (E122D)
Linear (E122A)
Gráfico 26. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois).
189
Pi3 x Pi13
y = 39,575x - 1450,6
R2 = 0,2727
y = 17,281x - 550,49
R2 = 0,6853
0
500
1000
1500
2000
2500
0 20 40 60 80 100
Pi3
Pi13
E112A
E112D
Linear (E112D)
Linear (E112A)
Gráfico 27. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois).
Pi3 x Pi13
y = 16,736x + 76,068
R2 = 0,0868
y = 11,354x - 155,61
R2 = 0,3283
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi13
E211A
E211D
Linear (E211D)
Linear (E211A)
Gráfico 28. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois).
190
Pi3 x Pi13
y = 74,909x - 3879,8
R2 = 0,9794
y = 40,922x - 1685,6
R2 = 0,99490
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
0 20 40 60 80 100 120
Pi3
Pi13
E212A
E212D
Linear (E212D)
Linear (E212A)
Gráfico 29. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois).
Pi3 x Pi13
y = 45,341x - 2069,3
R2 = 0,9929
y = 134,88x - 7080,3
R2 = 0,9703
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 20 40 60 80 100 120 140
Pi3
Pi13
E221A
E221D
Linear (E221A)
Linear (E221D)
Gráfico 30. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ13, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois).
191
De forma geral o comportamento ideal de um corpo de solo após a passagem de uma
ferramenta é que haja variação das características físicas do solo em função da modificação
das características dinâmicas do mesmo, conforme literatura estudada (GILL e VANDEN
BERG (1968), e KOOLEN e KUIPERS (1983)). Nos Gráfico 23, Gráfico 24, Gráfico 25,
Gráfico 26, Gráfico 27, Gráfico 28, Gráfico 29, e Gráfico 30 tem-se o comportamento desta
relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois da Operação, para cada
tratamento.
Os gráficos devem ser interpretados de forma à se comparar o comportamento da reta
obtida dos dados ”depois” da operação pela reta dos dados ”antes” da operação, sendo que o
ideal seria que a reta ”depois” tivesse a mesma faixa de abrangência no que concerne as suas
propriedades físicas do solo (π13), e mesma variação da relação índice de cone original e
coesão, Neste enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 24 e Gráfico 25,
que apresentam para uma mesma variação de propriedades físicas do solo as aproximadamente
as mesmas faixas de variação da descompactação medida pela diminuição do valor do
coeficiente de coesão, indicando um comportamento previsível da operação de descompactar
em função das características iniciais do solo considerando a ação do “Paraplow” Rotativo.
4.2.2.4- Gráficos adimensionais ππππ4 x ππππ12
O gráfico adimensional π4 x π12 representa o comportamento da estrutura do solo em
função de seu diâmetro ponderado seco, (π4) em relação as suas características estruturais de
homogeneidade do solo (SH),(π12).
192
Pi4 x Pi12
y = 1,3331x - 2,1379
R2 = 0,9737
y = -1,2511x + 2,7845
R2 = 0,9786-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Pi4
Pi12
E111A
E111D
Linear (E111D)
Linear (E111A)
Gráfico 31. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E111A (antes) e E111D (depois).
Pi4 x Pi12
y = -0,6944x + 0,6364
R2 = 0,996
y = -0,8707x + 0,6792
R2 = 0,9923
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Pi4
Pi12
E222A
E222D
Linear (E222D)
Linear (E222A)
Gráfico 32. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E222A (antes) e E222D (depois).
193
Pi4 x Pi12
y = -0,3872x + 0,0303
R2 = 1
y = -0,7398x + 0,3529
R2 = 1-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 2 4 6 8 10
Pi4
Pi12
E121A
E121D
Linear (E121D)
Linear (E121A)
Gráfico 33. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E121A (antes) e E121D (depois).
Pi4 x Pi12
y = 2,8456x - 2,0604
R2 = 0,9932
y = 2,4397x - 3,37
R2 = 0,969
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Pi4
Pi12
E122A
E122D
Linear (E122D)
Linear (E122A)
Gráfico 34. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E122A (antes) e E122D (depois).
194
Pi4 x Pi12
y = 0,9396x - 1,8408
R2 = 0,0768
y = 1,1566x - 2,4985
R2 = 0,0448
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Pi4
Pi12
E112A
E112D
Linear (E112D)
Linear (E112A)
Gráfico 35. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E112A (antes) e E112D (depois).
Pi4 x Pi12
y = -0,9923x + 1,2643
R2 = 0,8212
y = 1,4187x - 3,7022
R2 = 0,0726
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Pi4
Pi12
E211A
E211D
Linear (E211D)
Linear (E211A)
Gráfico 36. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E211A (antes) e E211D (depois).
195
Pi4 x Pi12
y = -1,8632x + 2,6412
R2 = 0,2813
y = -0,2864x - 1,0244
R2 = 0,9499
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
Pi4
Pi12
E212A
E212D
Linear (E212D)
Linear (E212A)
Gráfico 37. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E212A (antes) e E212D (depois).
Pi4 x Pi12
y = -0,6872x + 2,9461
R2 = 0,985
y = 0,0124x - 0,5251
R2 = 0,1888
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
0 2 4 6 8 10 12
Pi4
Pi12
E221A
E221D
Linear (E221A)
Linear (E221D)
Gráfico 38. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ12, tratamentos E221A (antes) e E221D (depois).
196
De forma geral o comportamento ideal de um corpo de solo após a passagem de uma
ferramenta é que não haja modificação da estrutura do solo, conforme prescrevem
BARZEGAR (2003), LUCARELLI (1997), COULOUMA (2005) e ZHANG et al. (2001). No
Gráfico 31, Gráfico 32, Gráfico 33, Gráfico 34, Gráfico 35, Gráfico 36, Gráfico 37, e Gráfico
38 tem-se o comportamento desta relação Antes da operação do “Paraplow” Rotativo e Depois
da Operação, para cada tratamento.
Os gráficos devem ser interpretados de forma à se comparar o comportamento da reta
obtida dos dados ”depois” da operação pela reta dos dados ”antes” da operação, sendo que o
ideal seria que a reta ”depois”, tivesse a mesma faixa de abrangência tanto em relação ao
diâmetro ponderado seco do solo (π4) como em relação a estrura homogênea do solo (π12).
Neste enfoque percebe-se os melhores comportamentos nos Gráfico 32 (E222) e Gráfico 33
(E121), onde ambas as retas possuem aproximadamente mesmas faixas de variação entre a
homogeneidade da distribuição dos agregados do solo e do diâmetro ponderado seco,
demonstrando a uniformidade da desestruturação do solo causada pela operação da
ferramenta.
197
4.2.3. Caracterização da faixa de plantio e Características operacionais
O gráfico adimensional, π1x π17 representa o comportamento da descompactação
resultante (CIF e c) do solo, (π1) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp),
(π17).
Pi1 x Pi17
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
Pi1
Pi17
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E121)
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E111)
Gráfico 39. Gráfico adimensional ππππ1 x ππππ17, todos tratamentos.
Tabela 99. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ1 x ππππ17. Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,72
E222 0,18
E121 0,35
E122 0,59
E112 0,59
E211 0,64
E212 0,09
E221 0,15
198
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma descompactação grande
(valores relativamente maiores de π1) e desestruturação pequena (valores relativamente
menores de π17).
Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 39, que os melhores comportamentos foram
relativos aos tratamentos E222 que apresentou um comportamento de descompactação
crescente enquanto sua desestruturação permaneceu constante e E211 que teve um
comportamento idem ao tratamento E222. Estes tratamentos apresentaram a característica
interessante de descompactar sem desestruturar, observa-se que ambos operaram a velocidade
2, e com profundidade e rotações inversas, demonstrando que para profundidades de
operações maiores deve-se utilizar rotações maiores, e vice-versa em relação a profundidades
menores, minimizando assim a desestruturação do solo. Os tratamentos E121, E212 e E112
tiveram a interessante característica de uma descompactação crescente e desestruturação
decrescente, indicando que quanto maior a variação do nível de compactação menor a
desestruturação do solo sendo portanto, ideais para situações extremas de compactação.
O gráfico adimensional, π2 x π8 representa o comportamento da desagregação do solo
(φ e DMP) do solo, (π2) em função do grau de mobilização do mesmo (LE), (π8).
Pi2 x Pi8
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 50 100 150 200 250
Pi2
Pi8
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E122)
Linear (E112)
Gráfico 40. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ8, todos tratamentos.
199
Tabela 100. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ2 x ππππ8.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,71
E222 0,71
E121 0,74
E122 0,68
E112 0,23
E211 0,16
E212 0,86
E221 0,97
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma menor desagregação
(valores relativamente menores de π2) e mobilização grande (valores relativamente maiores de
π8). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 40 , que os melhores comportamentos foram dos
tratamentos E221 e E121, que mobilizaram as maiores áreas, e desestruturam relativamente
menos o solo, nota-se que ambos os tratamentos tem a mesma combinação de profundidade de
operação e rotação da ferramenta, variando apenas a velocidade, indicando que em termos de
desagregação do solo esta a configuração X21 tem excelentes características
conservacionistas.
O gráfico adimensional, π2x π9 representa o comportamento da desagregação do solo
((φ e DMP)) do solo, (π2) em função do grau de desestruturação do mesmo (HE), (π9).
200
Pi2 x Pi9
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 50 100 150 200 250
Pi2
Pi9
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E112)
Gráfico 41. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ9 todos tratamentos.
Tabela 101. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ2 x ππππ9.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,58
E222 0,08
E121 0,52
E122 0,14
E112 0,59
E211 0,64
E212 0,77
E221 0,87
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma menor desagregação
(faixa de valores relativamente menores de π2) e desestruturação pequena (faixa de valores
201
relativamente menores de π9), perfazendo os melhores tratamentos aqueles que tiverem retas
com variações no eixo x e y pequenas e com declividade em torno de 45o. Neste enfoque
percebe-se pelo Gráfico 41, que os melhores comportamentos foram dos tratamentos E221,
E212, E111, E211 e E121, pois todos tem comportamentos semelhantes em termos das
variações na ordenada e na abscissa, além de terem faixas relativamente pequenas em relação
aos tratamentos E222 e E112, digno de nota é o comportamento pouco interessante do
tratamento E122 que apresenta para uma grande desagregação do solo relativamente a uma
pequena desestruturação, facilitando a erosão devido ao menor tamanho dos agregados em
relação a blocos de solo grandes.
O gráfico adimensional, π2x π14 representa o comportamento da desagregação do
solo ((φ e DMP)) do solo, (π2) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com
propriedades do solo (VA, densidade e coesão), (π14).
Pi2 x Pi14
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250
Pi2
Pi14
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E121)
Gráfico 42. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ14, todos tratamentos.
202
Tabela 102. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ2 x ππππ14.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,80
E222 0,29
E121 0,92
E122 0,04
E112 0,57
E211 0,57
E212 0,86
E221 0,85
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma menor desagregação
(valores relativamente menores de π2) e maior velocidade considerando mesmas propriedades
físicas do solo (densidade e coesão) (valores relativamente maiores de π14). Neste enfoque
percebe-se pelo Gráfico 42 , que os melhores comportamentos foram dos tratamentos E211,
E221 e E212, já que estes tratamentos são caracterizados pela maior velocidade e possuirem
faixa de desagregação (faixa dos valores de Pi2) menores, caracterizando retas com
declividade positiva.
O gráfico adimensional, π2x π16 representa o comportamento da desagregação do
solo ((φ e DMP)) do solo, (π2) em função da taxa de corte do solo e suas características
estruturais (Txc, densidade, coesão e DMP), (π16).
203
Pi2 x Pi16
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
0 50 100 150 200 250
Pi2
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E121)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E111)
Linear (E212)
Linear (E112)
Linear (E122)
Gráfico 43. Gráfico adimensional ππππ2 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 103. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ2 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,33
E222 0,36
E121 0,94
E122 0,86
E112 0,39
E211 0,63
E212 0,80
E221 0,99
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma menor desagregação
(valores relativamente menores de π2) e maior taxa de corte (valores relativamente maiores de
π16). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 43, que os melhores comportamentos foram dos
204
tratamentos E221 e E121, que possuem destacadamente as maiores taxas de corte e menor
faixa de desagregação, fato interessante é a grande semelhança entre o comportamento destes
tratamento, que tem praticamente os mesmos intervalos de variação de abscissas e ordenadas
caracterizando a mesma declividade, demonstrando que a taxa de corte em valores finais, não
instantâneos, é controlada essencialmente pela profundidade de operação e pelas ações
dinâmicas de corte rotacional do Paraplow Rotativo, já que o único parâmetro operacional que
variou foi a velocidade de trabalho.
O gráfico adimensional, π3x π10 representa o comportamento da descompactação do
solo gerada pela desestruturação do mesmo ((CI0 e coesão)), (π3) em função do grau de
fissuras laterais geradas no mesmo (LF), (π10).
Pi3 x Pi10
0
100
200
300
400
500
600
0 50 100 150 200 250
Pi3
Pi10
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E121)
Linear (E222)
Linear (E112)
Linear (E122)
Gráfico 44. Gráfico adimensional ππππ3 x ππππ10, todos tratamentos.
205
Tabela 104. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ3 x ππππ10.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,93
E222 0,95
E121 0,97
E122 0,92
E112 0,80
E211 0,76
E212 0,94
E221 0,97
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma maior descompactação
(valores relativamente maiores de π3) e grande fissuração lateral do solo (valores
relativamente maiores de π10). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 44 , que os melhores
comportamentos foram dos tratamentos E111, E212, E221 e E121 pois estes tiveram grandes
faixas de descompactação gerada pela desestruturação captada pela variação da coesão após a
passagem da ferramenta, assim como grandes valores de largura de fissuração do solo após a
operação devido a ação de escarificação volumétrica produzida pela ação dos Paraplow
girando, já que o conceito original do Paraplow é a subsolagem do solo através das ações
dinâmicas produzidas pelo projeto de sua geometria, já que segundo a SOIL SCIENCE
SOCIETY OF AMERICA (2005) o objetivo do paraplow é aumentar a força de quebra
estrutural do solo na direção lateral. O giro dos paraplows amplifica tais ações, devido as
conseqüentes vibrações periódicas que o solo recebe a cada corte rotativo, pois segundo
KATAOKA (2002) o solo é cortado de forma periódica e pode ter a direção mudada devido a
rotação da lâmina, estes fenômenos causam vibrações com várias componentes de freqüência.
206
O gráfico adimensional, π3x π12 representa o comportamento da descompactação do
solo gerada pela desestruturação do mesmo ((CI0 e coesão)), (π3) em função da
homogeneidade da estrutura resultante após a operação (SH), (π12).
Pi3 x Pi12
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
0 50 100 150 200 250
Pi3
Pi12
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E122)
Linear (E111)
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E121)
Gráfico 45. Gráfico adimensional ππππ3x ππππ12, todos tratamentos.
Tabela 105. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ3 x ππππ12.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,98
E222 0,98
E121 0,97
E122 0,97
E112 0,62
E211 0,57
E212 1,00
E221 0,95
207
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma maior descompactação
(valores relativamente maiores de π3) e maior homogeneidade do solo (mesmos valores de
π12). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 45, que os melhores comportamentos são aqueles
que detém com característica terem faixas de valores de descompactação grandes com valores
relativamente constantes do grau de homogeneidade, neste sentido o melhor tratamento é o
E221, que manteve a homogeneidade do solo constante e teve uma variação relativamente
grande da descompactação, outros tratamentos aceitáveis são os que tiveram declividades
menores relativamente entre si, o que classifica com bons os tratamentos E212, E211, e E121.
O gráfico adimensional, π3x π19 representa o comportamento da descompactação do
solo gerada pela desestruturação do mesmo (CI0 e coesão)), (π3) em função do índice de
rugosidade do solo (Inrug), (π19).
Pi3 x Pi19
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150 200 250
Pi3
Pi19
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E121)
Linear (E111)
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E222)
Gráfico 46. Gráfico adimensional ππππ3x ππππ19, todos tratamentos.
208
Tabela 106. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ3 x ππππ19.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,96
E222 0,67
E121 0,92
E122 0,47
E112 0,16
E211 0,06
E212 0,56
E221 0,95
A melhor configuração operacional é aquela em que haja uma maior descompactação
(valores relativamente maiores de π3) e aumento do índice de rugosidade (valores
relativamente maiores de π19). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 46 , que o melhor
tratamento foi o E121, que teve destacadamente a maior faixa de descompactação com os
maiores valores de índice de rugosidade, indicando que esta configuração operacional otimiza
o comportamento conjugado de descompactação gerada pela modificação da coesão do solo
com o aumento dos vales e picos do micro-relevo do solo após a operação, o que é condizente
com a teoria de GILL e VANDEN BERG (1968) em que as características de trabalho e de
forma dos solos que são causadas por fenômenos complexos de adesão e coesão das moléculas
entre si, variam de acordo com o corte do solo que é definido como a completa separação do
solo em distinto corpos.
209
O gráfico adimensional, π4 x π14 -representa o comportamento da estrutura resultante
do solo ((DPS)), (π4) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com
propriedades do solo (VA, densidade e coesão), (π14).
Pi4 x Pi14
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12
Pi4
Pi14
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E112)
Linear (E121)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E122)
Gráfico 47. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ14, todos tratamentos.
Tabela 107. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ4 x ππππ14.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,99
E222 0,96
E121 0,87
E122 0,15
E112 0,37
E211 0,05
E212 0,50
E221 0,41
210
A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é
modificada (mesmos valores π4) e velocidades efetivas maiores ocorrem (valores
relativamente maiores de π14). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 47, que o o melhor
tratamento é o E222, pois o mesmo possui uma faixa de variação de estrutura do solo
relativamente pequena em comparação aos tratamento E221 e E121, e maiores velocidade
efetivas, os tratamentos E112 e E212 possuem características interessantes em relação a
estrutura do solo, mas têm baixa velocidade efetiva perfazendo menor capacidade de campo.
O gráfico adimensional, π4 x π18 representa o comportamento da estrutura resultante
do solo ((DPS)), (π4) em função da área mobilizada (Amob), (π18).
A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é
modificada (mesmos valores π4) e maior área é mobilizada (valores relativamente maiores de
π18). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 48 , que os melhores comportamentos foram dos
tratamentos E111, E212 e E121.
211
Pi4 x Pi18
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 2 4 6 8 10 12
Pi4
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E122)
Linear (E211)
Linear (E111)
Linear (E112)
Gráfico 48. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ18, todos tratamentos.
Tabela 108. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ4 x ππππ18.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,91
E222 0,94
E121 0,98
E122 0,43
E112 0,21
E211 0,58
E212 0,57
E221 0,35
A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é
modificada (mesmos valores π4) e maiores áreas são mobilizadas (valores relativamente
212
maiores de π18). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 48 , que o melhor comportamentos foi
do tratamento E121, visto este ter a menor faixa de variação da estrutura do solo com uma
área mobilizada média, perfazendo uma relação de declividade em torno de 45o. Nota-se que
os tratamentos E121 e E221 tem comportamentos diametralmente oposto, indicando a forte
preponderância da variável velocidade de operação na modificação da estrutura do solo.
O gráfico adimensional, π4 x π8 representa o comportamento da estrutura resultante
do solo ((DPS)), (π4) em função do grau de desestruturação do solo (LE), (π8).
Pi4 x Pi8
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 2 4 6 8 10 12
Pi4
Pi8
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E112)
Linear (E122)
Gráfico 49. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ8, todos tratamentos.
213
Tabela 109. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ4 x ππππ8.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,72
E222 0,94
E121 0,90
E122 0,75
E112 0,05
E211 0,33
E212 0,46
E221 0,35
A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é
modificada (mesmos valores π4) e menores desestruturação se processa (valores relativamente
menores de π8). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 49 , que o melhor comportamento foi
do tratamento E121, E222 e E112 que apresenta uma pequena faixa de variação da estrutura
do solo e uma área desestruturada média, perfazendo retas com declividade em torno de 45o
indicando um corpo de solo resultante da operação com modificação da estrutura praticamente
nula, já que a relação dos Diâmetros ponderados e desestruturação medida através da largura
de empolamento é tem uma relação de causa e efeito direta e captada pela análise dimensional.
Novamente se percebe para a combinação EX21, que considerando a profundidade 2 e a
rotação 1 as velocidades de operação geram comportamentos diametralmente opostos.
O gráfico adimensional, π4 x π11 representa o comportamento da estrutura resultante
do solo ((DPS)), (π4) em função da dispersão das agregados estruturais do solo (CH), (π11).
214
Pi4 x Pi11
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0 2 4 6 8 10 12
Pi4
Pi11
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E112)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E122)
Linear (E111)
Linear (E211)
Gráfico 50. Gráfico adimensional ππππ4 x ππππ11, todos tratamentos.
Tabela 110. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ4 x ππππ11.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 1,00
E222 0,99
E121 1,00
E122 1,00
E112 0,31
E211 0,93
E212 0,49
E221 0,35
215
A melhor configuração operacional é aquela em que a estrutura do solo não é
modificada (mesmos valores π4) assim como se deseja a mesma dispersão dos agregados(
mesmos valores de π11). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 50, que os melhores
comportamentos foram dos tratamentos E121, E122, E111 e E222 em que a relação da
estrutura resultante do solo depois da operação é proporcional ao aumento ou diminuição da
dispersão dos agregados, já que o ideal seria a não modificação da dispersão original de
agregados do solo, assim os tratamentos que mantém uma relação linear com declividade de
45o tem melhores características conservacionistas que são a redução do grau e da intensidade
do preparo do solo onde os maiores benefícios são a melhora da estabilidade da estrutura do
solo, e a melhora da qualidades físicas do solo (GREGORICH e CARTER, 1997).
O gráfico adimensional, π5 x π6 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da largura superior da faixa preparada (LS), (π6).
Pi5 x Pi6
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi6
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E212)
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E111)
Gráfico 51. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ6, todos tratamentos.
216
Tabela 111. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ6.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,97
E222 0,97
E121 0,96
E122 0,91
E112 0,83
E211 0,33
E212 0,99
E221 0,96
A melhor configuração operacional é aquela em que a largura inferior é maior do que a
largura superior (valores maiores de π5 em relação aos valores de π6). Neste enfoque percebe-
se pelo Gráfico 51, que todos os tratamentos obtiveram resultados satisfatórios e proporcionais
entre si, o que é lógico devido a ferramenta utilizada em todos os tratamentos ter sido a
mesma.
O gráfico adimensional, π5 x π10 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da largura da fissuras laterais (LF), (π10).
217
Pi5 x Pi10
0
100
200
300
400
500
600
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi10
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E122)
Linear (E121)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E221)
Linear (E112)
Gráfico 52. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ10, todos tratamentos.
Tabela 112. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ10.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,96
E222 0,89
E121 0,99
E122 0,93
E112 0,63
E211 0,26
E212 0,96
E221 0,99
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada largura inferior
tem-se uma maior largura de fissuras (valores maiores de π10 em relação aos valores de π5).
Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 52, tratamentos que tiveram os melhores
218
comportamentos foram E111, E221 e E121, visto estes terem larguras inferiores proporcionais
a largura de fissuras e com maiores alcance já que valores maiores de larguras inferiores
representam movimentações e ações dinâmicas do solo com maiores intensidades o que infere
uma maior solicitação do solo em torno da área trabalhada gerando fissura de maior largura e
distância.
O gráfico adimensional, π5 x π8 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função do grau de desestruturação do solo (LE), (π8).
Pi5 x Pi8
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi8
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E122)
Linear (E112)
Linear (E121)
Linear (E111)
Linear (E221)
Linear (E212)
Linear (E211)
Gráfico 53. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ8, todos tratamentos.
219
Tabela 113. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ8.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,71
E222 0,92
E121 0,92
E122 0,83
E112 0,84
E211 0,45
E212 0,88
E221 0,99
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada largura inferior
tem-se um maior grau de desestruturação do solo (valores maiores de π8 em relação aos
valores de π5). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 53, novamente os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram E111, E221 e E121, já que as ações dinâmicas de
ruptura e cisalhamento do solo devido aos esforços induzidos pelas lâminas do “Paraplow”
Rotativo agirem de forma a aumentarem a desestruturação do solo trabalhado o que gera uma
largura de empolamento transversal a linha de ação, assim os melhores tratamentos são
aqueles em que tem-se uma maior faixa de variação da largura inferior proporcional a
desestruturação do solo.
O gráfico adimensional, π5 x π13 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função de propriedades físicas do solo(quantidade de água,
densidade e DMP), (π13).
220
Pi5 x Pi13
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 50 100 150 200 250 300
Pi13
Pi5
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E212
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E121)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E122)
Gráfico 54. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ13, todos tratamentos.
Tabela 114. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ13.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,98
E222 0,92
E121 0,97
E122 0,89
E112 0,76
E211 0,21
E212 0,98
E221 0,99
221
A melhor configuração operacional é aquela em que para um dado valor destas
propriedades tenham-se maiores valores da largura inferior (valores maiores de π5 em relação
aos valores de π13). Assim para uma mesma faixa de valores de propriedades físicas, os
tratamentos com maiores larguras inferiores tem uma ação de preparo de solo trapezoidal sem
inversão do solo melhor, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 54 , que os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram E212, E221 e E121.
O gráfico adimensional, π5 x π14 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da velocidade efetiva de trabalho relacionada com
propriedades do solo (VA, densidade, e coesão), (π14).
Pi5 x Pi14
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi14
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E122)
Gráfico 55. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ14, todos tratamentos.
222
Tabela 115. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ14.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,99
E222 0,95
E121 0,87
E122 0,34
E112 0,9
E211 0,07
E212 0,9
E221 0,79
A melhor configuração operacional é aquela em que se tenha uma maior largura
inferior para uma dada velocidade efetiva (valores grandes de π5 em relação aos valores iguais
de π14). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 55 , os tratamentos que tiveram os melhores
comportamentos foram E221 e E121, pois estes tem pouca variação de velocidade efetiva
mantendo faixas de largura inferior crescentes.
O gráfico adimensional, π5 x π15 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).
223
Pi5 x Pi15
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi15
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E111)
Linear (E212)
Linear (E221)
Linear (E121)
Linear (E122)
Gráfico 56. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ15, todos tratamentos.
Tabela 116. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ15.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 1,00
E222 0,99
E121 0,99
E122 0,96
E112 0,94
E211 0,02
E212 0,29
E221 0,96
A melhor configuração operacional é aquela em que para larguras inferiores grandes
tenha-se pouca patinagem (valores grandes de π5 para mesmos valores de π15). Neste enfoque
224
percebe-se pelo Gráfico 56 , o tratamento que tive o melhores comportamento foi o E212 que
para larguras inferiores crescentes tem-se patinagens constantes. O tratamento E112 tem a
interessante característica de para larguras inferiores maiores ter menores patinamentos, este
comportamento pode ser explicado pelo fato de com o aumento da largura inferior devido a
ações dinâmicas variável da ferramenta devido a rotação maior da ferramenta no corpo de solo
gera um efeito de conjugação com a máquina tratora no sentido desta ter uma força vertical
maior sobre os pneu, isto aliado a uma menor profundidade de trabalho e a uma menor
velocidade de operação diminuem a patinagem.
O gráfico adimensional, π5 x π18 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da área mobilizada (Amob), (π18).
Pi5 x Pi18
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E112)
Linear (E122)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E121)
Gráfico 57. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ18, todos tratamentos.
225
Tabela 117. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ18.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,9
E222 0,95
E121 0,97
E122 0,65
E112 0,9
E211 0,61
E212 0,93
E221 0,99
A melhor configuração operacional é aquela em que para larguras inferiores grandes
tem-se grandes áreas mobilizadas(valores grandes de π5 para grandes valores de π18). Este
resultado é esperado devido a maior seção de corte dinâmico da ferramenta (ações conjugadas
de corte, ruptura e cisalhamento devido a geometria do “Paraplow” Rotativo) contabilizando
uma maior área mobilizada, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 57 , os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram os E212, E121, e E221.
O gráfico adimensional, π5 x π16 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função da taxa de corte do solo relacionadas com propriedades
do solo (Txc, densidade, coesão e DMP), (π16).
226
Pi5 x Pi16
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E111)
Linear (E112)
Linear (E121)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E212)
Linear (E122)
Gráfico 58. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 118. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,32
E222 0,96
E121 0,97
E122 0,82
E112 0,96
E211 0,44
E212 0,96
E221 0,99
A melhor configuração operacional é aquela em que para larguras inferiores grandes
tem-se grandes taxas de corte (valores grandes de π5 para grandes valores de π16). Neste
227
enfoque percebe-se pelo Gráfico 58 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos
foram os E121, e E221, que demonstram que a taxa de corte não é restrita a velocidade de
operação mas sim as ações dinâmicas de corte circular e a profundidade de operação, visto os
dois melhores tratamentos terem as mesmas características em termos operacionais com
exceção da velocidade operacional.
O gráfico adimensional, π5 x π19 representa o comportamento da largura inferior da
faixa preparada (LI), (π5) em função do índice de rugosidade resultante (Inrug), (π19).
Pi5 x Pi19
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150 200 250 300
Pi5
Pi19
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E111)
Linear (E222)
Linear (E212)
Linear (E221)
Linear (E112)
Linear (E122)
Linear (E211)
Linear (E121)
Gráfico 59. Gráfico adimensional ππππ5 x ππππ19, todos tratamentos.
228
Tabela 119. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ5 x ππππ19.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,99
E222 0,65
E121 0,91
E122 0,57
E112 0,28
E211 0,21
E212 0,48
E221 0,98
A melhor configuração operacional é aquela em que para larguras inferiores grandes
tem-se grandes índices de rugosidades (valores grandes de π5 para grandes valores de π19).
Quanto maior a largura inferior resultante do trabalho maior é a movimentação da
subsuperfície do solo, o que gera um maior distúrbio do corpo de solo trabalhado gerando
maior rugosidade no mesmo devido a ação diferencial dos esforços na estrutura do solo que
não é homogênea, conduzindo a elevações e escavações aleatórias. Neste enfoque percebe-se
pelo Gráfico 59 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os E212,
E121, e E221.
O gráfico adimensional, π7 x π16 representa da profundidade da faixa produzida (P),
(π7) em função da taxa de corte relacionada com propriedade do solo (Txc, densidade, coesão
e DMP), (π16).
229
Pi7 x Pi16
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Pi7
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E212)
Linear (E121)
Linear (E111)
Linear (E112)
Linear (E211)
Linear (E122)
Linear (E221)
Linear (E222)
Gráfico 60. Gráfico adimensional ππππ7 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 120. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ7 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,41
E222 0,96
E121 0,99
E122 0,90
E112 0,33
E211 0,05
E212 0,97
E221 0,94
230
A melhor configuração operacional é aquela em que para profundidades grandes tem-
se taxas de corte grandes (valores grandes de π7 ara grandes valores de π16), já que o aumento
da profundidade de trabalho leva diretamente ao aumento da área trabalhada, que gera uma
aumento linear na taxa de corte, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 60 , os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram os E222, E121, e E221 que demonstraram para
uma proporcionalidade entre a taxa de corte e a profundidade que se traduz em retas de
declividade mediana em torno de 45o, percebe-se que nestes tratamento a profundidade de
operação foi a maior (2).
O gráfico adimensional, π7 x π18 representa da profundidade da faixa produzida (P),
(π7) em função da área mobilizada (Amob), (π18).
231
Pi7 x Pi18
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Pi7
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E211)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E122)
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E112)
Linear (E111)
Linear (E212)
Gráfico 61. Gráfico adimensional ππππ7 x ππππ18, todos tratamentos.
Tabela 121. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ7 x ππππ18.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,96
E222 0,88
E121 0,98
E122 0,81
E112 0,96
E211 0,95
E212 0,49
E221 0,98
232
A melhor configuração operacional é aquela em que para profundidades grandes tem-
se áreas mobilizada grandes (valores grandes de π7 para grandes valores de π18). Neste enfoque
percebe-se pelo Gráfico 60 , os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram
os E121, e E221, visto estes terem para uma faixa de profundidade dada terem área
mobilizadas grande, este efeito pode ser explicado pela ação conjugada de outras formas de
mobilização do solo além do corte, tais como propagação de fissuras, cisalhamento
volumétrico devido a rotação da ferramenta, ruptura do corpo de solo, desagregação e
desestruturação do solo devido a esforços dinâmicos.
O gráfico adimensional, π8 x π10 representa o grau de desestruturação do solo (LE),
(π8) em função da largura lateral das fissuras geradas (LF), (π10).
Pi8 x Pi10
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500
Pi8
Pi10
E111
E222
E121
E122
E211
E212
E221
E112
Linear (E121)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E122)
Linear (E212)
Linear (E111)
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E221)
Linear (E211)
Gráfico 62. Gráfico adimensional ππππ8 x ππππ10, todos tratamentos.
Tabela 122. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ8 x ππππ10.
233
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,69
E222 0,92
E121 0,93
E122 0,88
E112 0,81
E211 0,66
E212 0,97
E221 1,00
A melhor configuração operacional é aquela em que grandes desestruturações tem-se
grandes larguras de fissuras (valores grandes de π8 para grandes valores de π10). Observa-se
que as maiores larguras de fissuras ocorrem nos tratamentos E212, E121, e E221 que são
também os tratamentos com maiores desestruturações.Outra característica interessante do
Gráfico 62 é que todos os tratamentos tem as relações proporcionais traçando retas com
declividades em torno de 45o, o que demonstra a estreita interrelação entre o grau de
desestruturação do solo com a largura de fissuras.
O gráfico adimensional, π9 x π14 representa o grau de desestruturação do solo (HE),
(π9) em função da velocidade efetiva relacionada com propriedades do solo (VA, densidade,
coesão ), (π14).
234
Pi9 x Pi14
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50
Pi9
Pi14
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E211)
Linear (E121)
Linear (E111)
Linear (E212)
Linear (E122)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E112)
Gráfico 63. Gráfico adimensional ππππ9 x ππππ14, todos tratamentos.
Tabela 123. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ9 x ππππ14.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,42
E222 0,50
E121 0,6
E122 0,43
E112 0,32
E211 0,16
E212 0,79
E221 0,88
235
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dado grau de
desestruturação tem-se velocidades maiores (faixa de valores constantes de de π9 para valores
maiores de π14). Esta relação indica qual configuração operacional gera para menor
desagregação em relação as velocidades obtidas, sendo desejável velocidades maiores para
uma mesma faixa de desagregação o que se traduz em uma capacidade de campo maior e
mesmo grau de desestruturação. Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 63, os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram os E222, E211, e E221.
O gráfico adimensional, π10 x π14 representa a largura lateral de fissuras da faixa
produzida (LF), (π10) em função da velocidade efetiva relacionada com propriedades do solo
(VA, densidade, coesão ), (π14).
Pi10 x Pi14
0
1
2
3
4
5
6
0 100 200 300 400 500 600
Pi10
Pi14
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E221)
Linear (E122)
Linear (E212)
Linear (E121)
Linear (E111)
Gráfico 64. Gráfico adimensional ππππ10 x ππππ14, todos tratamentos.
236
Tabela 124. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ10 x ππππ14.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,97
E222 0,93
E121 0,85
E122 0,84
E112 0,55
E211 0,11
E212 0,93
E221 0,77
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada velocidade efetiva
tenha-se maiores larguras de fissuras (valores constantes de π14 para grandes valores de π10).
Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 64 , os tratamentos que tiveram os melhores
comportamentos foram os E121, e E221, nestes tratamentos houve as maiores larguras de
fissuras relacionadas às suas velocidades de operação respectivas, percebe-se no gráfico que o
tratamento com velocidade operacional 1 tem menor velocidade efetiva, mas mesma largura
de fissuras do tratamento com velocidade operacional 2, indicando que o fator preponderante
para a fissuração lateral do solo é a combinação profundidade/rotação.
O gráfico adimensional, π10 x π16 representa a largura lateral de fissuras da faixa
produzida (LF), (π10) em função da taxa de corte relacionada com propriedades do solo (Txc,
densidade, coesão e DMP ), (π16).
237
Pi10 x Pi16
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
0 100 200 300 400 500 600
Pi10
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E212)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E221)
Linear (E111)
Linear (E112)
Linear (E122)
Gráfico 65. Gráfico adimensional ππππ10 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 125. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ10 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,21
E222 0,89
E121 0,98
E122 0,8
E112 0,58
E211 0,08
E212 0,98
E221 0,99
238
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma taxa de corte grande
tenha-se grandes larguras de fissuras (valores grandes de π10 para grandes valores de π16).
Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 65 que os tratamentos que tiveram os melhores
comportamentos foram os tratamentos E121, e E221 que apresentaram as maiores larguras de
fissuras proporcionais as maiores taxas de corte, novamente indicando que a taxa de corte
média de ambas as configurações operacionais não é determinada pela velocidade efetiva, mas
pela combinação entre rotação/profundidade, este fato acontece devido ao gráfico
adimensional captar a variação da taxa de corte média, não a instantânea, ou seja, velocidade
operacional maior subentende uma maior patinagem.
O gráfico adimensional, π11 x π15 representa o grau de de dispersão da estrutura do
solo (CH) (π11) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).
Pi11 x Pi15
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
Pi11
Pi15
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E112)
Linear (E222)
Linear (E221)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E121)
Linear (E122)
Gráfico 66. Gráfico adimensional ππππ11 x ππππ15, todos tratamentos.
239
Tabela 126. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ11 x ππππ15.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 1,00
E222 0,99
E121 1,00
E122 0,91
E112 0,99
E211 0,96
E212 0,32
E221 1,00
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma dada patinagem tenha-se
pequena dispersão dos agregados estruturais ( para dados valores de π15 tem-se pequena faixa
de valores de π11), representando uma menor modificação da estrutura do solo após a operação
do “Paraplow” Rotativo, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 66 , os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram os E111, e E221 que detém uma pequena faixa
de variação na dispersão do agregados estruturais do solo em relação a um dado valor de
patinagem que representa maior ou menor esforço trativo necessário para vencer a resistência
do solo.
O gráfico adimensional, π11 x π16 representa a dispersão estrutural do solo (CH), (π11)
em função taxa de corte relacionada com propriedades do solo (Txc, densidade, coesão e
DMP), (π16).
240
Pi11 x Pi16
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
Pi11
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E121)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E122)
Gráfico 67. Gráfico adimensional ππππ11 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 127. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ11 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,32
E222 0,96
E121 0,99
E122 0,86
E112 0,92
E211 0,33
E212 0,95
E221 0,93
241
A melhor configuração operacional é aquela em que para uma diversas taxas de corte
tem-se uma pequena dispersão dos agregados estruturais ( para dados valores de π16 tem-se
pequena faixa de valores de π11) representando a variação dispersão dos tamanhos dos
agregados do solo em função da maior ou menor variação da taxa de corte da ferramenta que
se relaciona com a velocidade de aplicação das diversas solicitações dinâmicas perpetadas no
corpo de solo . Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 67 , os tratamentos que tiveram os
melhores comportamentos foram os tratamentos E121 e E221 cujas retas se caracterizam por
terem declividades acentuadas indicando pequena variação da dispersão dos agregados para
diversas taxas de corte.
O gráfico adimensional, π11 x π17 representa a dispersão estrutural do solo (CH), (π11)
em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp), (π17).
Pi11 xPi17
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
Pi11
Pi17
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E112)
Linear (E111)
Linear (E222)
Linear (E121)
Linear (E122)
Linear (E212)
Linear (E211)
Gráfico 68. Gráfico adimensional ππππ11 x ππππ17, todos tratamentos.
242
Tabela 128. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ11 x ππππ17.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,83
E222 0,71
E121 0,97
E122 0,53
E112 0,34
E211 0,82
E212 0,83
E221 0,84
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de dispersão dos agregados
estruturais tem-se valores de desestruturação do solo proporcionais na razão de declividade
próxima a 45o ( para valores de π17 tem-se valores de π11, cuja proporcionalidade geram retas
de declividade média) indicando a relação entre a desestruturação do solo em função da
dispersão do mesmo, visto ser a dispersão dos agregados acoplada a desestruturação do solo,
neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 68, que os tratamentos que tiveram os melhores
comportamentos foram os E121 e E221, observa-se que a variável velocidade operacional
gera um comportamento oposto entre as configurações profundidade e rotação, indicando a
profunda inter-relação entre a velocidade efetiva e a desestruturação do solo e função de sua
dispersão.
O gráfico adimensional, π11 x π18 representa a dispersão estrutural do solo (CH), (π11)
em função da área mobilizada do mesmo (Amob), (π18).
243
Pi11 x Pi18
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4
Pi11
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E221)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E222)
Linear (E121)
Linear (E122)
Linear (E112)
Gráfico 69. Gráfico adimensional ππππ11 x ππππ18, todos tratamentos.
Tabela 129. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ11 x ππππ18.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,91
E222 0,94
E121 0,98
E122 0,36
E112 0,9
E211 0,4
E212 0,92
E221 0,98
244
A melhor configuração operacional é aquela em que para faixa de valores de
dispersão dos agregados estruturais pequenos tem-se faixas de valores de área mobilizada
grandes ( para faixas de valores de π18 grandes tem-se faixas de valores de π11 pequenos),
otimizando a área trabalhada em relação a característica conservacionista de não se modificar
a dispersão natural do solo, neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 69 , os tratamentos que
tiveram os melhores comportamentos foram os E121, e E221, visto variação na área
mobilizada grandes e faixa de valores de dispersão pequenas, fato interessante é a mudança de
tendência da variação da área mobilizada em função da velocidade operacional utilizada.
O gráfico adimensional, π12 x π15 representa a homogeneidade estrutural dos
agregados do solo (SH), (π12) em função da quantidade de patinagem da máquina (Pat), (π15).
Pi12 x Pi15
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Pi12
Pi15
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E112)
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E111)
Linear (E122)
Linear (E212)
Gráfico 70. Gráfico adimensional ππππ12 x ππππ15, todos tratamentos.
245
Tabela 130. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ12 x ππππ15.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 1,00
E222 0,99
E121 1,00
E122 0,9
E112 0,99
E211 0,96
E212 0,31
E221 0,96
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de patinagem
variáveis (requisição de tração variadas), tem-se valores de homogeneidade do solo constantes
( para valores de π15 variáveis tem-se valores de π12 pequenos constantes), representando uma
manutenção das condições originais do solo após a operação da ferramenta, visto a
homogeneidade do solo ser uma variável de controle da desestruturação do mesmo, neste
enfoque percebe-se pelo Gráfico 70, que o tratamento E221 foi o melhor, no sentido de ter
mantido constante a homogeneidade do solo em função de diversos esforços impostos pelo
solo, o tratamento E121 teve um bom desempenho neste gráfico tendo uma faixa de variação
do grau de homogeneidade do solo pequena em relação aos níveis de patinamento alcançados.
O gráfico adimensional, π12 x π16 representa a homogeneidade estrutural dos
agregados do solo (SH), (π12) em função da taxa de corte relacionada com propriedades do
solo (Txc, densidade, DMP e coesão), (π16).
246
Pi12 x Pi16
-10000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Pi12
Pi16
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E111)
Linear (E122)
Linear (E212)
Linear (E211)
Linear (E112)
Gráfico 71. Gráfico adimensional ππππ12 x ππππ16, todos tratamentos.
Tabela 131. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ12 x ππππ16.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,31
E222 0,96
E121 0,99
E122 0,86
E112 0,92
E211 0,33
E212 0,95
E221 0,92
247
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de taxa de corte
grandes, tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π16 grandes
tem-se valores de π12 pequenos constantes), indicando uma pequena modificação da estrutura
do solo em função da taxa de corte da ferramenta, percebe-se pelo Gráfico 71, o tratamento
que teve o melhor resultado foi o tratamento E221, sendo logo seguido pelo tratamento E121,
onde ambos mantém a homogeneidade do solo com uma variação da taxa de corte grande,
mostrando a ótima característica conservacionista do “Paraplow” Rotativo de neutralizar as
ações de pulverização de ferramentas rotativas operadas a taxas de corte grandes.
O gráfico adimensional, π12 x π17 representa a homogeneidade estrutural dos
agregados do solo (SH), (π12) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp), (π17).
Pi12 x Pi17
-2000
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Pi12
Pi17
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E112)
Linear (E111)
Linear (E221)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E212)
Linear (E122)
Gráfico 72. Gráfico adimensional ππππ12 x ππππ17, todos tratamentos.
248
Tabela 132. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ12 x ππππ17.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,33
E222 0,71
E121 0,97
E122 0,53
E112 0,34
E211 0,84
E212 0,82
E221 0,84
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de desestruturação
do solo variáveis tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π17
variáveis tem-se valores de π12 constantes), neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 72 que os
tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os E121 e E221, que
apresentaram faixas de desestruturação variáveis para valores relativamente constantes do grau
de homogeneização indicando a conservação da forma da distribuição dos agregados embora
os mesmo sejam desestruturados pois aumenta de volume o corpo de solo, fato indicado pela
variação da área de empolamento.
O gráfico adimensional, π12 x π18 representa a homogeneidade estrutural dos
agregados do solo (SH), (π12) em função da área mobilizada do mesmo (Amob), (π18).
249
Pi12 x Pi18
-5000
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Pi12
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E121)
Linear (E221)
Linear (E111)
Linear (E222)
Linear (E211)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E122)
Gráfico 73. Gráfico adimensional ππππ12 x ππππ18, todos tratamentos.
Tabela 133. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ12 x ππππ18. Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,92
E222 0,94
E121 0,98
E122 0,36
E112 0,9
E211 0,37
E212 0,92
E221 0,95
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores de área mobilizada
variável tem-se valores de homogeneidade do solo constantes ( para valores de π18 variáveis
tem-se valores de π12 constantes). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 73, os tratamentos
que tiveram os melhores comportamentos foram os E121 e E221, que detém a característica
250
de homogeneizar a distribuição, ou seja conduzir os tamanhos dos agregados do solo para uma
mesma distribuição independente da área mobilizada.
O gráfico adimensional, π13 x π17 representa propriedades físicas do solo(quantidade
de áqua, densidade de DMP), (π13) em função do grau de desestruturação do mesmo (Aemp),
(π17).
Pi13 x Pi17
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 5000 10000 15000 20000 25000
Pi13
Pi17
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E112)
Linear (E221)
Linear (E121)
Linear (E122)
Linear (E111)
Linear (E211)
Linear (E222)
Linear (E212)
Gráfico 74. Gráfico adimensional ππππ13 x ππππ17, todos tratamentos.
251
Tabela 134. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ13 x ππππ17.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,86
E222 0,6
E121 0,97
E122 0,56
E112 0,37
E211 0,91
E212 0,81
E221 0,85
A melhor configuração operacional é aquela em que para dados valores de
propriedades do solo haja uma pequena desestruturação do solo ( para valores de π13
variáveis tem-se valores de π17 proporcionais e pequenos ). Neste enfoque percebe-se pelo
Gráfico 74 que os tratamentos que tiveram os melhores comportamentos foram os que detém
menores declividades da retas: E222 e E211.
O gráfico adimensional, π16 x π18 representa a taxa de corte relacionada com
propriedades do solo (Txc, densidade, DMP e coesão), (π16) em função da área mobilizada do
mesmo (Amob), (π18).
252
Pi16 x Pi18
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000
Pi16
Pi18
E111
E222
E121
E122
E112
E211
E212
E221
Linear (E111)
Linear (E222)
Linear (E122)
Linear (E112)
Linear (E212)
Linear (E221)
Linear (E121)
Gráfico 75. Gráfico adimensional ππππ16 x ππππ18, todos tratamentos.
Tabela 135. Coeficientes de correlação para o gráfico adimensional ππππ16 x ππππ18.
Tratamento Coeficiente de Correlação
E111 0,04
E222 0,98
E121 1,00
E122 0,45
E112 0,95
E211 0,75
E212 0,96
E221 0,98
A melhor configuração operacional é aquela em que para valores grandes de taxa de
corte tenha-se valores grandes de área mobilizadas ( para valores grandes de π18 tem-se
253
valores grandes de π16 constantes). Neste enfoque percebe-se pelo Gráfico 72, os tratamentos
que tiveram os melhores comportamentos foram os tratamentos E121 e E221.
4.3. Discussão Geral
Pela análise dos dados tratados pela Estatística descritiva do item 4.1.1- Caracterização
dos requisitos conservacionistas: do capítulo 4.1. Estatística Clássica verifica-se
principalmente pelo comportamento das variáveis: coesão pelas Tabela 10 e Tabela 13;
variável índice de cone da região de fissuras pela Tabela 24; variável diâmetro médio
ponderado pela Tabela 34 e Tabela 37; variável densidade aparente do solo Tabela 46 e Tabela
49; e variável largura lateral de fissuras Tabela 79, que apresentam-se dentro dos limites
quantitativos impostos pela literatura para a classificação como ferramenta conservacionista o
novo sistema de preparo de solo“Paraplow” Rotativo para todos os tratamentos, no entanto
apenas por estes dados torna-se extremamente laborioso a determinação de configurações
ótimas de trabalho.
Esta constatação é corroborada pela análise inter-relacionada quantitativa / qualitativa
do item 4.2.2. Caracterização dos requisitos conservacionistas: do capítulo 4.2. Análise
Dimensional, que também baseada em considerações teóricas experimentais, empiricamente
demonstra as características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo, principalmente pelos
grupos de gráficos apresentados que determinaram as configurações ótimas conservacionistas.
Nos Gráfico 40, Gráfico 42, Gráfico 43, Gráfico 44, Gráfico 50 e Gráfico 71 tem-se uma
melhor análise geral da ferramenta, através da clara demonstração constatada
experimentalmente da variação do comportamento do solo em função das diferentes
configurações operacionais escolhidas (Velocidade teórica, Rotação ferramenta, e
Profundidade de regulagem de trabalho), possibilitando a determinação da melhor combinação
deste parâmetros de operação para o solo estudado, afim de respeitar os requisitos
conservacionistas. Para a determinação da melhores configurações foram considerados os
comportamentos dos Pi – termos especificados e discutidos em cada gráfico adimensional
referente à caracterização das características da faixa de plantio e das características
operacionais, sendo que as configurações que obtiveram melhores resultados foram
selecionadas para cada gráfico adimensional, sendo computadas e elencadas em ordem
254
decrescente em função de número de escolhas. Assim as configurações operacionais foram
classificadas da seguinte maneira: 1o – E121 ; 2o – E221; 3o – E111; 4o – E212; 5o – E222; 6o
– E112 e E211; 7o – E122. Onde o primeiro número representa a velocidade de marcha (V1=
0,36 m/s; V2= 0,70 m/s), o segundo número representa a rotação da ferramenta (R1= 342 min-
1; R2= 514 min-1), e o terceiro a profundidade da regulagem de trabalho (Pr1= 150 mm; Pr2=
200 mm).
Percebe-se que a primeira e segunda melhor configuração tem as mesmas rotações e
profundidades da regulagem de trabalho, variando apenas a velocidade, e que a melhor
configuração é também a configuração mais conservacionista. A configuração E121 em um
plantio de feijão com espaçamento de 50 cm teria uma capacidade operacional aproximada, se
considerarmos apenas sua velocidade efetiva obtida nos tratamentos (0,279 m/s) de preparar 1
ha em aproximadamente 20 horas. Se for considerado uma propriedade familiar média
brasileira que detem cerca de 20 há como estabelece o INCRA/FAO (2000), serão necessária
400 horas para preparar toda área, considerando 10 horas diárias de trabalho tem-se 40 dias de
trabalho, se considerarmos um período de plantio de 60 dias, com real possibilidade de
trabalho de aproximadamente 45 dias, devido a imprevistos, chuvas, etc, é possível preparar
toda a área, de forma conservacionista otimizada. No entanto a segunda melhor configuração
também possuí características conservacionista interessantes, e sua velocidade efetiva é quase
o dobro (0,463 m/s), o que diminui os tempos envolvidos em quase metade.
Cabe ressaltar que todas as determinações e escolhas são restritas a somente a textura
do solo trabalhado, no caso Latossolo vermelho distroférrico, visto que todas as variáveis
experimentais possuem suas tendências atreladas às características físicas, químicas e
dinâmicas desta textura específica, devido ao altíssimo teor de argila de sua constituição. Para
avaliações do “Paraplow” Rotativo em outras texturas de solo é necessária a realização de
experimentos respectivos a estas texturas.
Em relação aos itens 4.1.2 - Caracterização da faixa de plantio: e 4.1.3 - Características
operacionais: do capítulo 4.1. Estatística Clássica, tem-se as caracterizações precisas e
quantitativas da faixa de plantio e das características operacionais da máquina que foram
avaliadas, sendo que comprovaram a hipótese de que o “Paraplow” Rotativo gera uma
superfície superior estreita e uma superfície inferior larga bem preparada, Figura 26, com a
255
formação devido a ação de subsolagem volumétrica de fissuras laterais para melhorarem a
infiltração de água.
Figura 26. Conformação da faixa de plantio preparada pelo “Paraplow” Rotativo.
Neste contexto a análise dimensional permite verificar as mesmas constatações,
entretanto possibilita maior riqueza de detalhes como a indicação de qual configuração
operacional maximiza os efeitos trapezoidais de base larga inferior e base estreita superior,
com um trapézio invertido de fissuras, base estreita inferior e base larga superior.
Percebe-se que para todos os parâmetros avaliados o teste F, captou a existência de
diferenças estatisticamente significativas entre as médias com exceção do parâmetro área
mobilizada. No entanto o teste MDS, em alguns parâmetros à significância de 5% deixou de
captar a diferença entre as médias, fornecendo uma análise não tão precisa como a análise
dimensional. Segundo MONTGOMERY (1991) o teste MSD é o mais poderoso teste de
diferença entre grupos e dentro de grupos, mas sua maior vulnerabilidade é o grande risco da
existência de erros α (quando uma hipótese nula é rejeitada quando verdadeira) quando a
razão entre o número de experimentos em que ocorrem um erro α e o número total de
experimentos é grande, assim o teste F capta uma diferença entre médias significativa devido
256
ao expediente de comparar todas as médias em função de todos os pares possíveis, e não de
pares a pares isolados. No caso específico deste trabalho, este fato se explica pelo número
pequeno de dados (10 observações), o que aumentou deveras a possibilidade da existência de
erros α, o que comprova a superioridade da análise dimensional (que captou diferenças em
todos os comportamentos estudados) sobre a análise de variância de uma via simples, visto
que a análise dimensional ter a capacidade de captar as diferença através de comportamentos
entre invariantes, que não sofrem variação em função do número de observações, sendo
afetados apenas pelo fenômeno em si. Outra vantagem intrínseca da análise dimensional em
relação à análise de variância é que esta ultima somente mostra se houve ou não diferença
entre as médias dos parâmetros, enquanto que a análise dimensional demonstra claramente
qual parâmetro é o melhor para uma determinada característica, através do comportamento
relativo aos gráficos adimensionais, baseado em avaliação com a literatura.
257
5-CONCLUSÕES
5.1- Comprovação das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo.
Pelas análises realizadas pela estatística descritiva no que concerne a comprovação
das características conservacionistas do “Paraplow” Rotativo, todos os tratamentos obtiveram
sucesso em atingir as especificações limites prescritas pela literatura para considerar um
preparo de solo como conservacionista.
A análise dimensional confirma os resultados apresentados pela estatística descritiva
e especifica que dentre todos os tratamentos o que obteve o melhor resultado em termos
conservacionistas foram: os tratamentos E121 (Velocidade de marcha 1 (0,36 m/s); Rotação 2
(514 min-1); e Profundidade da regulagem de trabalho (150 mm)); e E221 (Velocidade de
marcha 2 (0,7 m/s); Rotação 2 (514 min-1); e Profundidade da regulagem de trabalho (150
mm)). Portanto o “Paraplow” Rotativo é uma ferramenta de preparo de solo conservacionista.
5.2- Caracterização geométrica da faixa de plantio.
O “Paraplow” Rotativo produz uma faixa bem preparada de solo que possuí
características ideais para o plantio de sementes, com a característica de ter uma largura
superficial pequena e subsuperficial grande o que significa uma menor exposição do solo
superficial a erosão e ao mesmo tempo uma maior área de solo bem preparado para as raízes
das plantas na subsuperfície, além da propriedade de ter uma grande largura de fissuras
laterais ao longo da faixa de plantio o que possibilita uma maior infiltração de água no solo.
5.3- Determinação da melhor configuração operacional
Pela avaliação dos dados tratados e apresentados na forma de gráficos adimensionais,
foi possível selecionar os melhores tratamentos em termos operacionais, aliando as
características conservacionista desejadas, de tal forma que foi possível selecionar as
258
configurações operacionais que detêm as melhores relações custo/benefício
econômica/ambiental. Sendo selecionadas as configurações E121 e E221 como as mais
adequadas para a operação pela agricultura familiar. Portanto o “Paraplow” Rotativo é uma
ferramenta de preparo de solo conservacionista e adequada à agricultura familiar.
5.4- Comparação entre a análise dimensional e a Análise de variância
A metodologia da análise dimensional para estudos de dinâmica do solo e de avaliação
de máquinas de preparo de solo é superior a análise de variância do tipo classificação de via
simples (teste F e MDS), essencialmente em dois fatores:
1- A análise dimensional capta as diferenças entre tratamento com maior precisão e
menor trabalho. Com os gráficos adimensionais as diferenças são visíveis e passíveis de serem
calculadas via a diferenciação dos coeficientes angulares das retas que representam os
comportamentos específicos, e o método em si otimiza a quantidade de dados necessária para
a obtenção de respostas perceptíveis, gerando gráficos com o número mínimo de pontos, sem
exigências de normalidade.
2- Os dados obtidos são tratados através de Pi –termos que são fatores adimensionais
invariantes, ou seja, tem comportamentos constantes em função de características específicas
do fenômeno, o que representa comportamentos inter-relacionados entre parâmetros
independentes linearmente, o que possibilitam a quantificação proporcional de suas variações
em função de suas propriedades, o que gera retas diferentes (coeficientes angulares diferentes),
facilitando deveras a interpretação dos resultados.
259
6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA
ABRAHÃO, J. Ergonomia: modelo, métodos e técnicas. 1o Ed. Brasília: Editora UNB, 1993.
ALBIERO, D., CHANG, C. S. Avaliação do Desempenho Operacional de Ferramentas de
Preparo de Solo do Tipo Rotativo e Resistente. In: Congresso interno de iniciação científica, 8.
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7-ANEXOS
7.1- Área máxima regional (INCRA, 2004).
Região Área máxima (ha) Norte 1.122,0
Nordeste 694,5 Sudeste 384,0
Sul 280,5 Centro-Oeste 769,5
7.2- Dados técnicos do Sistema de aquisição de dados, e conversor analógico/digital HBM Spider8
1- 8 Saídas padrão SR55. 2- Taxa de aquisição variando de 1 Hz à 9600 Hz. 3- Voltagem de excitação do transdutor de 2,5 V. 4- Amperagem de excitação do transdutor de 0,25 A. 5- Amplitude de medidas: 3 mV/V;12 mV/V;50 mV/V. 6- Variação linear: 0,05 mV/V
7.3- Dados técnicos do Inversor freqüência AC/DC LRI
1- Voltagem contínua: 12 Vcc. 2- Voltagem alternada: 127 Vca. 3- Potência: 1000 W.
7.4- Dados técnicos do notebook Compaq Armada 1592DMT 7
1- Processador Intel-Pentium 233 MHz MMX. 2- Disco rídigo de 3.5 GB. 3- Memória RAM de 64n MB
280
7.5- Dados técnicos da célula de carga Alfa Instrumentos SV200.
1- Carga máxima 200 kgf. 2- Sensibilidade transdutor de 2 mV/V. 3- Resistência de 350 Ω. 4- Gage factor: 2.01 ± 0,2 %.
7.6- Dados técnicos torquímetro Vishay AE06-250
1- Torque máximo de 50 kgf*m. 2- Sensibilidade transdutor de 0,05 mV/V. 3- Resistência de 150 Ω. 4Gage factor: 2,125 ± 0,2 %.
7.7- Dados técnicos do penetrômetro DLG PNT 2000
1- Profundidade máxima de operação 660 mm. 2- Força máxima para penetração de 100 kgf. 3- Ponta no padrão ASAE A ou B. 4- Sensibilidade trandutor de 2 mV/V. 5- Erro combinado de 0,03 %. 6- Excitação máxima do transdutor: 15 Vcc, ou 15 Vca.
281
8. APÊNDICES
8.1-Calibração célula de carga Alfa Instrumentos SV200
Gráfico 76. Calibraçãoda célula de carga SV200realizada em 10/10/2005.
A calibração se processou no sentido de compressão e descompressão da célula, tendo
uma carga inicial de 0 kgf para uma carga final de 10 kgf para a compressão, no sentido
inverso de carregamento a carga inicial foi de 10 kgf e final de 0 kgf. Percebe-se que a
histerese foi zero. A equação de calibração é apresentado no Gráfico 76, os dados de
calibração são apresentados na Tabela 136 .
Calibração Céllula de Carga
y = 0,0184x - 2E-05
R2 = 1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0 2 4 6 8 10 12
Carga (kgf)
mV/V
282
Tabela 136. Dados obtidos na calibração da célula de carga SV200 em 10/10/2005. Carga (kgf) MV/V
0 0
0,5 0,00912
1 0,01836
1,5 0,0276
2 0,03684
2,5 0,04608
3 0,05532
3,5 0,06456
4 0,0738
4,5 0,08304
5 0,09252
10 0,18408
5 0,09156
4,5 0,08244
4 0,07332
3,5 0,0642
3 0,05472
2,5 0,04572
2 0,03696
1,5 0,02772
1 0,01848
0,5 0,00924
0 0
283
8.2- Calibração Torquímetro Vishay EA06-250
Gráfico 77. Calibração do torquímetro EA06-250 realizado em 11/10/2005.
A calibração se processou no sentido de torque horário com carregamento ascendente ,
tendo uma torque inicial de 0 kgf para uma torque final de 2,95 kgf*m, o descorregamento se
processou com um torque inicial de 2,95 kgf*m para um torque final de 0 kgf. Percebe-se que
a histerese pode ser desprezada. A equação de calibração é apresentado no Gráfico 77 , os
dados de calibração são apresentados na Tabela 137 .
Calibração Torquímetro
y = -0,0322x + 0,0002
R2 = 0,9995
-0,12
-0,1
-0,08
-0,06
-0,04
-0,02
0
0,02
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Torque (kgf*m)
mV/V
284
Tabela 137. Dados obtidos na calibração do torquímetro EA06-250 em 10/10/2005. Torque (kgf*m) mV/V
0 0
0,295 -0,00936
0,59 -0,01872
0,885 -0,02856
1,18 -0,03816
1,475 -0,04776
1,77 -0,05712
2,065 -0,0666
2,36 -0,07656
2,655 -0,0864
2,95 -0,09612
2,655 -0,08364
2,36 -0,07548
2,065 -0,06528
1,77 -0,05592
1,475 -0,04704
1,18 -0,03792
0,885 -0,02856
0,59 -0,01932
0,295 -0,009
0 0,00048
285
8.3- Matrizes de Correlação
Matriz 4. Matriz de correlação do Tratamento E111 (V1; R1; Pr1). E111
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,57 0,76 0,74 0,79 0,68 0,60 0,50 -
0,12 0,70 -
0,74 0,72 0,73 -
0,69 0,75 -
0,12 0,72 0,70 0,74
pi2 0,57 1,00 0,73 0,78 0,78 0,78 0,65 0,71 0,58 0,84 -
0,78 0,77 0,84 -
0,80 0,79 -
0,33 0,78 0,76 0,78
pi3 0,76 0,73 1,00 0,96 0,97 0,96 0,72 0,59 0,24 0,93 -
0,97 0,98 0,97 -
0,96 0,98 -
0,35 0,78 0,86 0,96
pi4 0,74 0,78 0,96 1,00 0,99 0,96 0,78 0,72 0,40 0,96 -
1,00 0,99 0,98 -
0,99 0,99 -
0,32 0,82 0,91 0,99
pi5 0,79 0,78 0,97 0,99 1,00 0,97 0,77 0,71 0,33 0,96 -
1,00 0,99 0,98 -
0,99 1,00 -
0,32 0,82 0,90 0,99
pi6 0,68 0,78 0,96 0,96 0,97 1,00 0,72 0,61 0,36 0,95 -
0,97 0,98 0,95 -
0,99 0,98 -
0,41 0,76 0,87 0,98
pi7 0,60 0,65 0,72 0,78 0,77 0,72 1,00 0,42 0,47 0,85 -
0,79 0,79 0,81 -
0,78 0,78 0,29 0,88 0,96 0,80
pi8 0,50 0,71 0,59 0,72 0,71 0,61 0,42 1,00 0,38 0,69 -
0,70 0,67 0,68 -
0,70 0,69 -
0,45 0,63 0,54 0,69
pi9 -
0,12 0,58 0,24 0,40 0,33 0,36 0,47 0,38 1,00 0,40 -
0,38 0,36 0,40 -
0,42 0,34 -
0,05 0,35 0,47 0,38
pi10 0,70 0,84 0,93 0,96 0,96 0,95 0,85 0,69 0,40 1,00 -
0,97 0,97 0,98 -
0,97 0,97 -
0,21 0,90 0,95 0,97
pi11 -
0,74 -
0,78 -
0,97 -
1,00 -
1,00 -
0,97 -
0,79 -
0,70 -
0,38 -
0,97 1,00 -
0,99 -
0,98 0,99 -
1,00 0,32 -
0,83 -
0,91 -
1,00
pi12 0,72 0,77 0,98 0,99 0,99 0,98 0,79 0,67 0,36 0,97 -
0,99 1,00 0,98 -
0,99 1,00 -
0,31 0,83 0,92 1,00
pi13 0,73 0,84 0,97 0,98 0,98 0,95 0,81 0,68 0,40 0,98 -
0,98 0,98 1,00 -
0,98 0,98 -
0,27 0,86 0,93 0,97
pi14 -
0,69 -
0,80 -
0,96 -
0,99 -
0,99 -
0,99 -
0,78 -
0,70 -
0,42 -
0,97 0,99 -
0,99 -
0,98 1,00 -
0,99 0,35 -
0,82 -
0,91 -
1,00
pi15 0,75 0,79 0,98 0,99 1,00 0,98 0,78 0,69 0,34 0,97 -
1,00 1,00 0,98 -
0,99 1,00 -
0,33 0,83 0,91 1,00
pi16 -
0,12 -
0,33 -
0,35 -
0,32 -
0,32 -
0,41 0,29 -
0,45 -
0,05 -
0,21 0,32 -
0,31 -
0,27 0,35 -
0,33 1,00 -
0,01 0,04 -
0,30
pi17 0,72 0,78 0,78 0,82 0,82 0,76 0,88 0,63 0,35 0,90 -
0,83 0,83 0,86 -
0,82 0,83 -
0,01 1,00 0,92 0,83
pi18 0,70 0,76 0,86 0,91 0,90 0,87 0,96 0,54 0,47 0,95 -
0,91 0,92 0,93 -
0,91 0,91 0,04 0,92 1,00 0,92
pi19 0,74 0,78 0,96 0,99 0,99 0,98 0,80 0,69 0,38 0,97 -
1,00 1,00 0,97 -
1,00 1,00 -
0,30 0,83 0,92 1,00
286
Matriz 5. Matriz de correlação do Tratamento E222 (V2; R2; Pr2). E222
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 -
0,05 0,62 0,64 0,58 0,64 0,59 0,49 0,39 0,69 -
0,67 -
0,66 0,59 0,78 0,65 0,75 0,18 0,65 0,41
pi2 -
0,05 1,00 0,54 0,47 0,48 0,51 0,32 0,71 -
0,08 0,42 -
0,48 -
0,48 0,28 0,29 0,50 0,36 0,66 0,47 0,25
pi3 0,62 0,54 1,00 0,98 0,96 0,94 0,64 0,96 0,34 0,95 -
0,98 -
0,98 0,91 0,93 0,98 0,92 0,72 0,90 0,67
pi4 0,64 0,47 0,98 1,00 0,97 0,94 0,73 0,94 0,37 0,95 -
0,99 -
1,00 0,94 0,96 0,99 0,95 0,71 0,94 0,64
pi5 0,58 0,48 0,96 0,97 1,00 0,97 0,72 0,92 0,49 0,89 -
0,98 -
0,98 0,92 0,95 0,99 0,96 0,75 0,95 0,65
pi6 0,64 0,51 0,94 0,94 0,97 1,00 0,71 0,93 0,50 0,91 -
0,96 -
0,95 0,89 0,95 0,98 0,96 0,64 0,95 0,67
pi7 0,59 0,32 0,64 0,73 0,72 0,71 1,00 0,67 0,30 0,61 -
0,72 -
0,73 0,63 0,76 0,73 0,83 0,66 0,88 0,09
pi8 0,49 0,71 0,96 0,94 0,92 0,93 0,67 1,00 0,23 0,92 -
0,95 -
0,95 0,85 0,86 0,95 0,87 0,75 0,89 0,61
pi9 0,39 -
0,08 0,34 0,37 0,49 0,50 0,30 0,23 1,00 0,25 -
0,37 -
0,37 0,29 0,48 0,41 0,49 0,06 0,45 0,53
pi10 0,69 0,42 0,95 0,95 0,89 0,91 0,61 0,92 0,25 1,00 -
0,95 -
0,95 0,94 0,93 0,94 0,89 0,53 0,84 0,69
pi11 -
0,67 -
0,48 -
0,98 -
0,99 -
0,98 -
0,96 -
0,72 -
0,95 -
0,37 -
0,95 1,00 1,00 -
0,94 -
0,97 -
0,99 -
0,96 -
0,71 -
0,94 -
0,66
pi12 -
0,66 -
0,48 -
0,98 -
1,00 -
0,98 -
0,95 -
0,73 -
0,95 -
0,37 -
0,95 1,00 1,00 -
0,94 -
0,97 -
0,99 -
0,96 -
0,71 -
0,94 -
0,65
pi13 0,59 0,28 0,91 0,94 0,92 0,89 0,63 0,85 0,29 0,94 -
0,94 -
0,94 1,00 0,93 0,93 0,90 0,60 0,86 0,63
pi14 0,78 0,29 0,93 0,96 0,95 0,95 0,76 0,86 0,50 0,93 -
0,97 -
0,97 0,93 1,00 0,97 0,98 0,58 0,94 0,62
pi15 0,65 0,50 0,98 0,99 0,99 0,98 0,73 0,95 0,41 0,94 -
0,99 -
0,99 0,93 0,97 1,00 0,97 0,71 0,96 0,65
pi16 0,75 0,36 0,92 0,95 0,96 0,96 0,83 0,87 0,49 0,89 -
0,96 -
0,96 0,90 0,98 0,97 1,00 0,66 0,98 0,56
pi17 0,18 0,66 0,72 0,71 0,75 0,64 0,66 0,75 0,06 0,53 -
0,71 -
0,71 0,60 0,58 0,71 0,66 1,00 0,75 0,14
pi18 0,65 0,47 0,90 0,94 0,95 0,95 0,88 0,89 0,45 0,84 -
0,94 -
0,94 0,86 0,94 0,96 0,98 0,75 1,00 0,47
pi19 0,41 0,25 0,67 0,64 0,65 0,67 0,09 0,61 0,53 0,69 -
0,66 -
0,65 0,63 0,62 0,65 0,56 0,14 0,47 1,00
287
Matriz 6. Matriz de correlação do Tratamento E121 (V1; R2; Pr1). E121
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 -
0,12 -
0,32 -
0,40 -
0,35 -
0,33 -
0,23 -
0,32 -
0,32 -
0,38 -
0,40 0,40 -
0,37 -
0,20 -
0,38 -
0,30 -
0,35 -
0,29 -
0,35
pi2 -
0,12 1,00 0,90 0,92 0,89 0,93 0,90 0,74 0,52 0,88 0,92 -
0,92 0,88 0,92 0,91 0,94 0,86 0,92 0,81
pi3 -
0,32 0,90 1,00 0,97 0,94 0,96 0,97 0,90 0,68 0,97 0,97 -
0,97 0,99 0,81 0,98 0,98 0,96 0,98 0,92
pi4 -
0,40 0,92 0,97 1,00 0,98 0,98 0,95 0,90 0,67 0,99 1,00 -
1,00 0,99 0,87 1,00 0,99 0,97 0,98 0,92
pi5 -
0,35 0,89 0,94 0,98 1,00 0,96 0,91 0,92 0,66 0,99 0,98 -
0,98 0,97 0,87 0,99 0,97 0,97 0,97 0,91
pi6 -
0,33 0,93 0,96 0,98 0,96 1,00 0,95 0,87 0,54 0,97 0,98 -
0,98 0,97 0,85 0,98 0,99 0,95 0,99 0,87
pi7 -
0,23 0,90 0,97 0,95 0,91 0,95 1,00 0,85 0,56 0,94 0,95 -
0,95 0,96 0,75 0,95 0,97 0,94 0,98 0,87
pi8 -
0,32 0,74 0,90 0,90 0,92 0,87 0,85 1,00 0,76 0,93 0,90 -
0,90 0,92 0,72 0,92 0,89 0,97 0,91 0,95
pi9 -
0,32 0,52 0,68 0,67 0,66 0,54 0,56 0,76 1,00 0,68 0,67 -
0,67 0,66 0,60 0,68 0,59 0,72 0,59 0,84
pi10 -
0,38 0,88 0,97 0,99 0,99 0,97 0,94 0,93 0,68 1,00 0,99 -
0,99 0,99 0,85 1,00 0,98 0,98 0,98 0,93
pi11 -
0,40 0,92 0,97 1,00 0,98 0,98 0,95 0,90 0,67 0,99 1,00 -
1,00 0,99 0,87 1,00 0,99 0,97 0,98 0,92
pi12 0,40 -
0,92 -
0,97 -
1,00 -
0,98 -
0,98 -
0,95 -
0,90 -
0,67 -
0,99 -
1,00 1,00 -
0,99 -
0,87 -
1,00 -
0,99 -
0,97 -
0,98 -
0,92
pi13 -
0,37 0,88 0,99 0,99 0,97 0,97 0,96 0,92 0,66 0,99 0,99 -
0,99 1,00 0,83 0,99 0,99 0,97 0,99 0,92
pi14 -
0,20 0,92 0,81 0,87 0,87 0,85 0,75 0,72 0,60 0,85 0,87 -
0,87 0,83 1,00 0,86 0,85 0,79 0,82 0,77
pi15 -
0,38 0,91 0,98 1,00 0,99 0,98 0,95 0,92 0,68 1,00 1,00 -
1,00 0,99 0,86 1,00 0,99 0,98 0,99 0,93
pi16 -
0,30 0,94 0,98 0,99 0,97 0,99 0,97 0,89 0,59 0,98 0,99 -
0,99 0,99 0,85 0,99 1,00 0,96 1,00 0,89
pi17 -
0,35 0,86 0,96 0,97 0,97 0,95 0,94 0,97 0,72 0,98 0,97 -
0,97 0,97 0,79 0,98 0,96 1,00 0,97 0,96
pi18 -
0,29 0,92 0,98 0,98 0,97 0,99 0,98 0,91 0,59 0,98 0,98 -
0,98 0,99 0,82 0,99 1,00 0,97 1,00 0,90
pi19 -
0,35 0,81 0,92 0,92 0,91 0,87 0,87 0,95 0,84 0,93 0,92 -
0,92 0,92 0,77 0,93 0,89 0,96 0,90 1,00
288
Matriz 7. Matriz de correlação do Tratamento E122 (V1; R2; Pr2). E122
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,37 0,19 0,29 0,17 0,30 -
0,33 -
0,02 0,17 0,08 0,29 0,29 0,17 0,70 0,22 0,55 0,59 -
0,11 -
0,38
pi2 0,37 1,00 0,92 0,90 0,82 0,94 -
0,07 0,68 -
0,14 0,79 0,89 0,88 0,87 -
0,04 0,92 0,86 0,54 0,47 0,26
pi3 0,19 0,92 1,00 0,98 0,96 0,97 -
0,04 0,82 -
0,02 0,92 0,97 0,97 0,88 -
0,24 0,97 0,86 0,49 0,55 0,47
pi4 0,29 0,90 0,98 1,00 0,94 0,96 -
0,18 0,75 -
0,02 0,85 1,00 1,00 0,83 -
0,15 0,93 0,87 0,55 0,43 0,33
pi5 0,17 0,82 0,96 0,94 1,00 0,91 0,09 0,83 -
0,01 0,93 0,92 0,92 0,89 -
0,34 0,96 0,82 0,51 0,65 0,57
pi6 0,30 0,94 0,97 0,96 0,91 1,00 -
0,06 0,73 0,08 0,86 0,94 0,94 0,85 -
0,09 0,95 0,90 0,60 0,53 0,38
pi7 -
0,33 -
0,07 -
0,04 -
0,18 0,09 -
0,06 1,00 0,08 -
0,06 0,22 -
0,25 -
0,26 0,32 -
0,56 0,15 -
0,10 -
0,04 0,81 0,59
pi8 -
0,02 0,68 0,82 0,75 0,83 0,73 0,08 1,00 0,08 0,88 0,74 0,74 0,71 -
0,23 0,80 0,71 0,04 0,54 0,76
pi9 0,17 -
0,14 -
0,02 -
0,02 -
0,01 0,08 -
0,06 0,08 1,00 0,14 -
0,01 -
0,01 -
0,24 0,43 -
0,10 0,29 -
0,11 -
0,01 0,22
pi10 0,08 0,79 0,92 0,85 0,93 0,86 0,22 0,88 0,14 1,00 0,82 0,82 0,84 -
0,34 0,91 0,80 0,30 0,72 0,72
pi11 0,29 0,89 0,97 1,00 0,92 0,94 -
0,25 0,74 -
0,01 0,82 1,00 1,00 0,79 -
0,12 0,91 0,86 0,53 0,37 0,29
pi12 0,29 0,88 0,97 1,00 0,92 0,94 -
0,26 0,74 -
0,01 0,82 1,00 1,00 0,78 -
0,12 0,90 0,86 0,53 0,36 0,29
pi13 0,17 0,87 0,88 0,83 0,89 0,85 0,32 0,71 -
0,24 0,84 0,79 0,78 1,00 -
0,36 0,96 0,76 0,56 0,78 0,48
pi14 0,70 -
0,04 -
0,24 -
0,15 -
0,34 -
0,09 -
0,56 -
0,23 0,43 -
0,34 -
0,12 -
0,12 -
0,36 1,00 -
0,30 0,20 0,08 -
0,57 -
0,53
pi15 0,22 0,92 0,97 0,93 0,96 0,95 0,15 0,80 -
0,10 0,91 0,91 0,90 0,96 -
0,30 1,00 0,85 0,56 0,70 0,51
pi16 0,55 0,86 0,86 0,87 0,82 0,90 -
0,10 0,71 0,29 0,80 0,86 0,86 0,76 0,20 0,85 1,00 0,54 0,45 0,33
pi17 0,59 0,54 0,49 0,55 0,51 0,60 -
0,04 0,04 -
0,11 0,30 0,53 0,53 0,56 0,08 0,56 0,54 1,00 0,30 -
0,22
pi18 -
0,11 0,47 0,55 0,43 0,65 0,53 0,81 0,54 -
0,01 0,72 0,37 0,36 0,78 -
0,57 0,70 0,45 0,30 1,00 0,76
pi19 -
0,38 0,26 0,47 0,33 0,57 0,38 0,59 0,76 0,22 0,72 0,29 0,29 0,48 -
0,53 0,51 0,33 -
0,22 0,76 1,00
289
Matriz 8. Matriz de correlação do Tratamento E112 (V1; R1; Pr2). E112
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,92 0,12 0,10 0,02 -
0,20 -
0,06 0,09 0,72 0,19 -
0,11 0,11 0,18 0,35 0,10 0,14 -
0,59 -
0,06 -
0,12
pi2 0,92 1,00 0,07 -
0,06 0,28 0,09 0,13 0,23 0,59 0,28 0,10 -
0,10 0,28 0,57 -
0,11 0,39 -
0,54 0,19 -
0,20
pi3 0,12 0,07 1,00 0,36 0,55 0,35 0,58 0,68 0,13 0,80 0,60 -
0,62 0,52 0,47 -
0,55 0,55 0,35 0,58 0,16
pi4 0,10 -
0,06 0,36 1,00 -
0,30 -
0,19 -
0,13 -
0,05 0,06 0,31 -
0,31 0,28 -
0,21 -
0,37 0,40 -
0,31 -
0,04 -
0,21 -
0,15
pi5 0,02 0,28 0,55 -
0,30 1,00 0,83 0,75 0,84 0,04 0,63 0,96 -
0,96 0,76 0,90 -
0,94 0,96 0,21 0,90 0,28
pi6 -
0,20 0,09 0,35 -
0,19 0,83 1,00 0,81 0,48 -
0,20 0,33 0,77 -
0,77 0,67 0,62 -
0,74 0,83 0,34 0,89 0,04
pi7 -
0,06 0,13 0,58 -
0,13 0,75 0,81 1,00 0,58 -
0,04 0,47 0,79 -
0,79 0,73 0,64 -
0,77 0,86 0,61 0,96 -
0,20
pi8 0,09 0,23 0,68 -
0,05 0,84 0,48 0,58 1,00 0,12 0,81 0,87 -
0,88 0,66 0,80 -
0,83 0,78 0,19 0,69 0,33
pi9 0,72 0,59 0,13 0,06 0,04 -
0,20 -
0,04 0,12 1,00 -
0,02 0,03 -
0,04 0,14 0,32 -
0,06 0,09 -
0,53 -
0,05 0,27
pi10 0,19 0,28 0,80 0,31 0,63 0,33 0,47 0,81 -
0,02 1,00 0,58 -
0,60 0,49 0,55 -
0,50 0,58 0,23 0,54 0,05
pi11 -
0,11 0,10 0,60 -
0,31 0,96 0,77 0,79 0,87 0,03 0,58 1,00 -
1,00 0,74 0,86 -
0,99 0,92 0,34 0,90 0,31
pi12 0,11 -
0,10 -
0,62 0,28 -
0,96 -
0,77 -
0,79 -
0,88 -
0,04 -
0,60 -
1,00 1,00 -
0,74 -
0,85 0,99 -
0,92 -
0,34 -
0,90 -
0,31
pi13 0,18 0,28 0,52 -
0,21 0,76 0,67 0,73 0,66 0,14 0,49 0,74 -
0,74 1,00 0,66 -
0,71 0,76 0,37 0,78 0,27
pi14 0,35 0,57 0,47 -
0,37 0,90 0,62 0,64 0,80 0,32 0,55 0,86 -
0,85 0,66 1,00 -
0,87 0,93 -
0,07 0,77 0,19
pi15 0,10 -
0,11 -
0,55 0,40 -
0,94 -
0,74 -
0,77 -
0,83 -
0,06 -
0,50 -
0,99 0,99 -
0,71 -
0,87 1,00 -
0,92 -
0,31 -
0,88 -
0,31
pi16 0,14 0,39 0,55 -
0,31 0,96 0,83 0,86 0,78 0,09 0,58 0,92 -
0,92 0,76 0,93 -
0,92 1,00 0,24 0,95 0,05
pi17 -
0,59 -
0,54 0,35 -
0,04 0,21 0,34 0,61 0,19 -
0,53 0,23 0,34 -
0,34 0,37 -
0,07 -
0,31 0,24 1,00 0,48 -
0,22
pi18 -
0,06 0,19 0,58 -
0,21 0,90 0,89 0,96 0,69 -
0,05 0,54 0,90 -
0,90 0,78 0,77 -
0,88 0,95 0,48 1,00 -
0,04
pi19 -
0,12 -
0,20 0,16 -
0,15 0,28 0,04 -
0,20 0,33 0,27 0,05 0,31 -
0,31 0,27 0,19 -
0,31 0,05 -
0,22 -
0,04 1,00
290
Matriz 9. Matriz de correlação do Tratamento E211 (V2; R1; Pr1). E211
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,39 0,67 -
0,34 0,39 0,72 -
0,09 0,84 0,46 0,74 0,55 0,58 0,59 -
0,22 -
0,50 -
0,07 0,64 0,13 -
0,12
pi2 0,39 1,00 0,04 -
0,24 0,51 0,42 0,22 0,16 0,64 0,52 0,26 0,25 0,21 0,57 -
0,11 0,63 0,29 0,38 0,11
pi3 0,67 0,04 1,00 -
0,34 0,11 0,51 -
0,29 0,58 0,50 0,76 0,54 0,57 0,29 -
0,05 -
0,59 -
0,17 0,55 -
0,15 0,06
pi4 -
0,34 -
0,24 -
0,34 1,00 -
0,05 -
0,59 0,78 -
0,33 -
0,32 -
0,56 -
0,93 -
0,91 -
0,50 -
0,05 0,84 0,36 -
0,62 0,58 -
0,07
pi5 0,39 0,51 0,11 -
0,05 1,00 0,33 0,41 0,45 0,22 0,26 0,11 0,12 0,21 0,07 -
0,02 0,44 0,20 0,61 -
0,21
pi6 0,72 0,42 0,51 -
0,59 0,33 1,00 -
0,15 0,73 0,70 0,87 0,82 0,84 0,76 -
0,20 -
0,79 -
0,05 0,91 0,12 0,28
pi7 -
0,09 0,22 -
0,29 0,78 0,41 -
0,15 1,00 -
0,04 -
0,02 -
0,20 -
0,64 -
0,61 -
0,28 0,13 0,58 0,74 -
0,30 0,95 0,11
pi8 0,84 0,16 0,58 -
0,33 0,45 0,73 -
0,04 1,00 0,41 0,66 0,56 0,59 0,68 -
0,51 -
0,54 -
0,23 0,69 0,18 -
0,02
pi9 0,46 0,64 0,50 -
0,32 0,22 0,70 -
0,02 0,41 1,00 0,83 0,52 0,54 0,50 0,16 -
0,44 0,18 0,69 0,16 0,40
pi10 0,74 0,52 0,76 -
0,56 0,26 0,87 -
0,20 0,66 0,83 1,00 0,78 0,81 0,52 0,11 -
0,78 0,08 0,79 0,04 0,23
pi11 0,55 0,26 0,54 -
0,93 0,11 0,82 -
0,64 0,56 0,52 0,78 1,00 1,00 0,65 -
0,09 -
0,96 -
0,33 0,82 -
0,40 0,17
pi12 0,58 0,25 0,57 -
0,91 0,12 0,84 -
0,61 0,59 0,54 0,81 1,00 1,00 0,66 -
0,11 -
0,96 -
0,33 0,84 -
0,37 0,18
pi13 0,59 0,21 0,29 -
0,50 0,21 0,76 -
0,28 0,68 0,50 0,52 0,65 0,66 1,00 -
0,57 -
0,49 -
0,43 0,91 -
0,06 0,40
pi14 -
0,22 0,57 -
0,05 -
0,05 0,07 -
0,20 0,13 -
0,51 0,16 0,11 -
0,09 -
0,11 -
0,57 1,00 0,08 0,73 -
0,33 0,09 0,01
pi15 -
0,50 -
0,11 -
0,59 0,84 -
0,02 -
0,79 0,58 -
0,54 -
0,44 -
0,78 -
0,96 -
0,96 -
0,49 0,08 1,00 0,29 -
0,73 0,37 -
0,13
pi16 -
0,07 0,63 -
0,17 0,36 0,44 -
0,05 0,74 -
0,23 0,18 0,08 -
0,33 -
0,33 -
0,43 0,73 0,29 1,00 -
0,28 0,75 0,07
pi17 0,64 0,29 0,55 -
0,62 0,20 0,91 -
0,30 0,69 0,69 0,79 0,82 0,84 0,91 -
0,33 -
0,73 -
0,28 1,00 -
0,05 0,50
pi18 0,13 0,38 -
0,15 0,58 0,61 0,12 0,95 0,18 0,16 0,04 -
0,40 -
0,37 -
0,06 0,09 0,37 0,75 -
0,05 1,00 0,11
pi19 -
0,12 0,11 0,06 -
0,07 -
0,21 0,28 0,11 -
0,02 0,40 0,23 0,17 0,18 0,40 0,01 -
0,13 0,07 0,50 0,11 1,00
291
Matriz 10. Matriz de correlação do Tratamento E212 (V2; R1; Pr2).
E212
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,28 0,16 0,30 0,21 0,17 0,23 0,19 0,37 0,22 0,18 -
0,19 0,18 0,22 -
0,50 0,24 -
0,09 0,24 0,05
pi2 0,28 1,00 0,77 0,37 0,77 0,79 0,00 0,86 0,77 0,83 0,77 -
0,77 0,74 0,86 -
0,51 0,80 0,43 0,68 0,00
pi3 0,16 0,77 1,00 0,52 0,98 0,99 0,16 0,86 0,84 0,94 1,00 -
1,00 0,99 0,89 -
0,27 0,95 0,83 0,93 0,56
pi4 0,30 0,37 0,52 1,00 0,49 0,52 0,36 0,46 0,30 0,50 0,49 -
0,53 0,54 0,42 0,00 0,52 0,35 0,57 0,47
pi5 0,21 0,77 0,98 0,49 1,00 0,99 0,15 0,88 0,88 0,96 0,98 -
0,98 0,98 0,90 -
0,29 0,96 0,76 0,93 0,48
pi6 0,17 0,79 0,99 0,52 0,99 1,00 0,17 0,91 0,81 0,97 0,99 -
0,99 0,99 0,92 -
0,27 0,97 0,78 0,94 0,52
pi7 0,23 0,00 0,16 0,36 0,15 0,17 1,00 0,17 0,06 0,22 0,13 -
0,15 0,18 0,07 0,60 0,29 0,06 0,49 0,21
pi8 0,19 0,86 0,86 0,46 0,88 0,91 0,17 1,00 0,69 0,97 0,86 -
0,86 0,89 0,93 -
0,29 0,94 0,52 0,85 0,23
pi9 0,37 0,77 0,84 0,30 0,88 0,81 0,06 0,69 1,00 0,79 0,85 -
0,84 0,79 0,79 -
0,44 0,81 0,62 0,78 0,21
pi10 0,22 0,83 0,94 0,50 0,96 0,97 0,22 0,97 0,79 1,00 0,94 -
0,94 0,95 0,93 -
0,26 0,98 0,63 0,93 0,38
pi11 0,18 0,77 1,00 0,49 0,98 0,99 0,13 0,86 0,85 0,94 1,00 -
1,00 0,99 0,90 -
0,32 0,95 0,83 0,92 0,55
pi12 -
0,19 -
0,77 -
1,00 -
0,53 -
0,98 -
0,99 -
0,15 -
0,86 -
0,84 -
0,94 -
1,00 1,00 -
0,99 -
0,90 0,31 -
0,95 -
0,82 -
0,92 -
0,56
pi13 0,18 0,74 0,99 0,54 0,98 0,99 0,18 0,89 0,79 0,95 0,99 -
0,99 1,00 0,91 -
0,28 0,96 0,81 0,93 0,57
pi14 0,22 0,86 0,89 0,50 0,90 0,92 0,07 0,93 0,79 0,93 0,90 -
0,90 0,91 1,00 -
0,46 0,95 0,65 0,83 0,25
pi15 -
0,50 -
0,51 -
0,27 0,00 -
0,29 -
0,27 0,60 -
0,29 -
0,44 -
0,26 -
0,32 0,31 -
0,28 -
0,46 1,00 -
0,25 -
0,18 -
0,03 0,10
pi16 0,24 0,80 0,95 0,52 0,96 0,97 0,29 0,94 0,81 0,98 0,95 -
0,95 0,96 0,95 -
0,25 1,00 0,69 0,96 0,40
pi17 -
0,09 0,43 0,83 0,35 0,76 0,78 0,06 0,52 0,62 0,63 0,83 -
0,82 0,81 0,65 -
0,18 0,69 1,00 0,71 0,63
pi18 0,24 0,68 0,93 0,57 0,93 0,94 0,49 0,85 0,78 0,93 0,92 -
0,92 0,93 0,83 -
0,03 0,96 0,71 1,00 0,52
pi19 0,05 0,00 0,56 0,47 0,48 0,52 0,21 0,23 0,21 0,38 0,55 -
0,56 0,57 0,25 0,10 0,40 0,63 0,52 1,00
292
Matriz 11. Matriz de correlação do Tratamento E221 (V2; R2; Pr1).
E221
pi1 pi2 pi3 pi4 pi5 pi6 pi7 pi8 pi9 pi10 pi11 pi12 pi13 pi14 pi15 pi16 pi17 pi18 pi19
pi1 1,00 0,20 0,04 -
0,52 0,14 0,02 0,00 0,12 0,27 0,12 -
0,02 -
0,07 0,05 0,52 0,02 0,18 0,15 0,08 0,13
pi2 0,20 1,00 0,97 -
0,38 0,99 0,96 0,94 0,97 0,87 0,98 -
0,96 -
0,92 0,97 0,85 0,96 0,99 0,89 0,98 0,98
pi3 0,04 0,97 1,00 -
0,37 0,96 0,99 0,99 0,97 0,78 0,97 -
1,00 -
0,95 0,99 0,71 1,00 0,95 0,85 0,99 0,95
pi4 -
0,52 -
0,38 -
0,37 1,00 -
0,32 -
0,38 -
0,35 -
0,35 -
0,44 -
0,36 0,35 0,43 -
0,36 -
0,41 -
0,36 -
0,34 -
0,37 -
0,35 -
0,21
pi5 0,14 0,99 0,96 -
0,32 1,00 0,96 0,95 0,99 0,88 0,99 -
0,95 -
0,94 0,97 0,79 0,96 0,99 0,93 0,99 0,98
pi6 0,02 0,96 0,99 -
0,38 0,96 1,00 0,98 0,97 0,78 0,97 -
0,99 -
0,97 0,99 0,69 1,00 0,94 0,86 0,99 0,94
pi7 0,00 0,94 0,99 -
0,35 0,95 0,98 1,00 0,96 0,79 0,96 -
0,98 -
0,93 0,98 0,69 0,99 0,94 0,85 0,98 0,93
pi8 0,12 0,97 0,97 -
0,35 0,99 0,97 0,96 1,00 0,87 1,00 -
0,96 -
0,95 0,98 0,76 0,97 0,99 0,92 0,99 0,97
pi9 0,27 0,87 0,78 -
0,44 0,88 0,78 0,79 0,87 1,00 0,86 -
0,77 -
0,74 0,81 0,88 0,78 0,90 0,95 0,85 0,83
pi10 0,12 0,98 0,97 -
0,36 0,99 0,97 0,96 1,00 0,86 1,00 -
0,96 -
0,95 0,99 0,77 0,97 0,99 0,91 1,00 0,97
pi11 -
0,02 -
0,96 -
1,00 0,35 -
0,95 -
0,99 -
0,98 -
0,96 -
0,77 -
0,96 1,00 0,94 -
0,98 -
0,69 -
1,00 -
0,93 -
0,84 -
0,98 -
0,93
pi12 -
0,07 -
0,92 -
0,95 0,43 -
0,94 -
0,97 -
0,93 -
0,95 -
0,74 -
0,95 0,94 1,00 -
0,95 -
0,61 -
0,96 -
0,92 -
0,84 -
0,95 -
0,91
pi13 0,05 0,97 0,99 -
0,36 0,97 0,99 0,98 0,98 0,81 0,99 -
0,98 -
0,95 1,00 0,73 0,99 0,97 0,85 0,99 0,95
pi14 0,52 0,85 0,71 -
0,41 0,79 0,69 0,69 0,76 0,88 0,77 -
0,69 -
0,61 0,73 1,00 0,69 0,84 0,77 0,76 0,79
pi15 0,02 0,96 1,00 -
0,36 0,96 1,00 0,99 0,97 0,78 0,97 -
1,00 -
0,96 0,99 0,69 1,00 0,95 0,86 0,99 0,94
pi16 0,18 0,99 0,95 -
0,34 0,99 0,94 0,94 0,99 0,90 0,99 -
0,93 -
0,92 0,97 0,84 0,95 1,00 0,91 0,98 0,98
pi17 0,15 0,89 0,85 -
0,37 0,93 0,86 0,85 0,92 0,95 0,91 -
0,84 -
0,84 0,85 0,77 0,86 0,91 1,00 0,90 0,87
pi18 0,08 0,98 0,99 -
0,35 0,99 0,99 0,98 0,99 0,85 1,00 -
0,98 -
0,95 0,99 0,76 0,99 0,98 0,90 1,00 0,97
pi19 0,13 0,98 0,95 -
0,21 0,98 0,94 0,93 0,97 0,83 0,97 -
0,93 -
0,91 0,95 0,79 0,94 0,98 0,87 0,97 1,00