Desenvolvimento de perfilômetro eletrônico para mensuração de variáveis de mobilização em preparo do solo

Autor: Zimmermann, Gabriel Ganancini, 1997
Přispěvatelé: Auler, André Carlos, 1990, Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, Jasper, Samir Paulo, 1982
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFPR
Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
Popis: Orientador: Prof. Dr. Samir Paulo Jasper Coorientador: Prof. Dr. André Carlos Auler Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 06/01/2022 Inclui referências Resumo: A intensificação do preparo profundo do solo na agricultura tem crescido nos últimos anos, pois este sistema visa aumentar a faixa de solo estruturado química e fisicamente para o desenvolvimento e estabelecimento da lavoura. O resultado da operação de preparo do solo é influenciado pela velocidade operacional que reflete diretamente na profundidade desse preparo. A qualidade desta operação agrícola pode ser mensurada por perfilômetros, que relatam o empolamento do solo, a área transversal mobilizada e a rugosidade superficial. Entretanto, a determinação destes parâmetros por meio do método tradicional, é onerosa em mão-de-obra e tempo, além de resultar em um pós-processamento de dados elevado. Assim, surge a necessidade da modernização desse método através da eletrônica e automação. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um sistema de aquisição de dados automático para processos de perfilometria e comparar com o método tradicional, além de analisar quatro velocidades alvos da operação de preparo do solo como teste de verificação. O experimento em laboratório foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, em que foram avaliados dois perfilômetros, tradicional e eletrônico, além de cinco parâmetros de perfilometria (Rugosidade modificada, Área elevada, Área mobilizada, Empolamento e Espessura), com sete repetições. No campo, o experimento foi conduzido em faixas no delineamento de blocos casualizado, com o uso dos perfilômetros tradicional e eletrônico alocados nas parcelas, e as velocidades alvo (5,7, 6,8, 8,2 e 9,8 km h-1) da operação de preparo do solo com grade nas subparcelas. Para cada tratamento foram realizadas sete repetições, totalizando 56 unidades experimentais. Os parâmetros avaliados foram Rugosidade modificada, Área elevada, Área mobilizada, Empolamento e Espessura, Resistência específica operacional do solo e Demanda energética para operação de gradagem. Os dados coletados foram analisados quanto a normalidade e homogeneidade da variância, posteriormente submetidos à análise de variância, e se significativo as médias foram comparadas pelo teste de Tukey para fatores qualitativos (perfilômetro), e teste de regressão polinomial aplicado para fatores quantitativos (velocidade operacional). Através dos dados obtidos com ambos os perfilômetros durante os ensaios laboratorial e a campo, constata-se a validação de fase do equipamento desenvolvido e a possibilidade da realização de leituras eletrônicas com menor tempo de aquisição e interferência no ambiente durante as avaliações. O acréscimo da velocidade operacional proporciona incremento nos níveis de rendimento energético da operação de preparo do solo. Abstract: The intensification of deep soil preparation in agriculture has grown in recent years, as this system aims to increase the range of chemically and physically structured soil for the development and establishment of the crop. The result of the tillage operation is influenced by the operating speed, which directly reflects on the depth of tillage. The quality of this agricultural operation can be measured by profilometers, which report soil blistering, mobilized cross-sectional area and surface roughness. However, the determination of these parameters through the traditional method is costly in labor and time, in addition to resulting in a high data postprocessing. Thus, there is a need to modernize this method through electronics and automation. In this way, the present work aims to develop an automatic data acquisition system for profilometry processes and compare with the traditional method, in addition to analyzing four target speeds of the soil preparation operation as a verification test. The laboratory experiment was carried out in a completely randomized design, in which two profilometers, traditional and electronic, were evaluated, in addition to five profilometry parameters (modified roughness, elevated area, mobilized area, blistering and thickness), with seven replications. In the field, the experiment was carried out in strips in a randomized block design, using traditional and electronic profilometers allocated in the plots, and the target speeds (5.7, 6.8, 8.2 and 9.8 km h-1) of the soil preparation operation with harrow in the subplots. For each treatment, seven replications were performed, totaling 56 experimental units. The parameters evaluated were Modified roughness, Elevated area, Mobilized area, Blistering and Thickness, Specific soil operational strength and Energy demand for harrowing operation. The collected data were analyzed for normality and homogeneity of variance, subsequently submitted to analysis of variance, and if significant, the means were compared by Tukey's test for qualitative factors (profilometer), and polynomial regression test applied for quantitative factors (operational speed). Through the data obtained with both profilometers during the laboratory and field tests, the phase validation of the developed equipment and the possibility of performing electronic readings with less acquisition time and interference in the environment during the evaluations can be verified. The increase in operational speed provides an increase in the energy efficiency levels of the soil preparation operation.
Databáze: OpenAIRE
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