Desenvolvimento de programa computacional para análise de desempenho de tratores de rodas - Barbosa, Igor Araujo (2024)
O setor do agronegócio representa uma significativa contribuição na composição do PIB brasileiro. Os índices de produtividade desse setor são impulsionados por meio do trabalho dos tratores agrícolas de rodas, visto a sua presença em grande parte dos estabelecimentos agrícolas do país. A utilização dos tratores também resulta em aumentos dos custos associados à operação devido à tendência de elevação dos custos dos combustíveis. Durante a operação, grande parte da energia produzida pelo trator é desperdiçada na interface pneu-solo. Para melhorar o desempenho dos tratores é necessário compreender como os parâmetros que influenciam a eficiência de produção de tração se relacionam. A aplicação de modelos matemáticos em programas de computador é uma alternativa eficiente para encontrar essas soluções. No entanto, o programa de computador deve ser validado, para verificar se as simplificações impostas ao modelo não comprometem sua precisão. Sendo assim, objetivou-se desenvolver um programa de computador para analisar o desempenho de tratores de rodas. A validação do programa ocorreu por meio da comparação entre resultados simulados e obtidos por meio de ensaios de tração. Para a coleta de dados nos ensaios, foram desenvolvidos um sistema embarcado e um aplicativo para dispositivos móveis. Os dados foram coletados pelo sistema embarcado, sendo posteriormente transmitidos para o aplicativo a fim de realizar o armazenamento. A análise estatística permitiu verificar a precisão do programa desenvolvido, assegurando a sua validação. O estudo foi dividido na avaliação do desempenho de tração e no desempenho com relação ao consumo de combustível. Posteriormente, o desempenho de forma global de um trator foi analisado por meio de simulações computacionais. A utilização do programa de computador permitiu avaliar as condições operacionais que maximizaram a eficiência tratória. Por meio de ensaios de tração e simulações computacionais, constatou-se que a patinagem das rodas motrizes aumentou proporcionalmente com a força de tração, até atingir um valor limite da força. Posteriormente, mesmo com pouca variação dessa força, a patinagem continuou a aumentar. Além disso, o trator necessitou desenvolver maior patinagem para tracionar cargas com magnitudes semelhantes, conforme o índice de cone do solo diminuiu. Os resultados de ensaios de tração, destinados a avaliar a eficiência energética do trator indicaram que o consumo horário de combustível cresceu com o aumento da força de tração. Os menores valores para o consumo específico de combustível foram registrados nas situações em que a rotação do motor foi reduzida e o torque se elevou. O programa de computador identificou, em cada simulação, qual foi a força máxima de tração desenvolvida pelo trator e qual foi o fator que limitou essa força. No estudo que identificou o desempenho do trator com base no desempenho de tração e no consumo de combustível, revelou-se que em 91,38% das simulações essa força foi limitada pela patinagem das rodas motrizes. Adicionalmente, identificou- se que a máxima eficiência de produção de tração foi 68,30%. Palavras-chave: Simulação computacional; Eficiência de tração; Consumo de combustível; Eficiência energética.