Pneus: como minimizar a compactação do solo

A elevação da potência das máquinas agrícolas, muitas vezes acompanha o aumento peso das mesmas. Nos últimos anos, as cargas sobre o rodado de máquinas e implementos agrícolas foram aumentando e, desta forma, a indústria de máquinas agrícolas e pneus respondem a este fato com o desenvolvimento e otimização e novos conceitos de material como os modelos radiais de alta flutuação, contribuído para minimizar os impactos de altas cargas sobre o solo e reduzindo o risco de compactação do solo.

A preocupação com questões de compactação do solo tem nos levado a procurar alternativas para minimizar seus efeitos negativos no solo. A compactação superficial do solo depende da pressão interna do pneu enquanto que a compactação profunda depende da área de contato, da largura do pneu e da carga suportada pelo mesmo.

Até pouco tempo atrás, o mercado nacional de implementos e máquinas agrícolas disponibilizava poucos modelos de pneus. No que se refere ao tipo construtivo e altura de garra, as opções eram limitadas aos pneus diagonais, com o tipo de garra F2 e R1.

Os pneus diagonais tipo F2 possuíam poucas medidas e no geral baixa capacidade de carga, já o pneu com o tipo de garra R1 foi desenvolvido para tração (eixo motor) e não para eixo movido. Esse tipo de pneu possui garras altas, ocasiona um aumento da resistência de rolamento quando utilizado em eixo sem tração, contribuindo para o aumento do consumo de combustível e compactação do solo. Os pneus tipo garra R1 são frequentemente usados em carretas graneleiras (bazuca) e implementoscom alta concentração de carga. O pneu com garra tipo R3 radial tem por característica raia pouco profunda (garra baixa) e baixa tração sendo mais utilizados em eixos sem tração.

Uma equipe de pesquisadores da Unesp, Universidade Federal do Mato Grosso e da empresa de pneus Trelleborg realizou um trabalho de laboratório para avaliar dois tipos construtivos de pneus, diagonal (garra R1) e o radial (garra R3), simulando cargas que são transportadas em carretas graneleiras, mensurando variáveis, como área de contato pneu/superfície rígida e deformação elástica do pneu.O estudo foi realizado no Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais (NEMPA), do Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP, Campus de Botucatu (SP).

Os dois modelos de pneus ensaiados, foram um de construção diagonal 24.5-32 (R1)e outro de construção radial 850/50R30.5Trelleborg (R3).Os pneus foram fixados no eixo horizontal da prensa hidráulica, que simula o eixo da carreta graneleira segundo os procedimentos de carregamentos adotados, realizando-se a prensagem do rodado agrícola sobre uma superfície rígida, obtendo-se a estampa da banda de rodagem do pneu numa cartolina branca, sendo o pneu anteriormente pintado com tinta nanquim.Os pneus foram inflados com as pressões nominais recomendadas pelos fabricantes para cada tipo de pneu, tomando por base a pressão de inflação de (24 psi) para o pneu diagonal e (20 psi) para o pneu radial, com a carga máxima recomendada de 4000 kgf.As cargas foram aplicadas aos pneus de forma crescente, iniciando-se com 2000 kgf e, gradualmente chegando-se a 3500 e 4000 kgf.Após cada prensagem na cartolina, por meio de uma câmera fotográfica digital, foram tiradas fotos de cada área de contato, utilizando-se de uma plataforma fixa e elevada na estrutura da prensa hidráulica.

Numa etapa final, as fotos digitais foram transferidas para um microcomputador e finalmente, as leituras gráficas dessas áreas de contato foram obtidas utilizando o programa computacional Autocad. Para a determinação das deformações elásticas, foi acoplada uma escala graduada na estrutura da prensa hidráulica e um cursor no eixo do pneu, podendo-se então medir o deslocamento relativo entre ambos. Foram lidas na escala graduada o valor quando do contato inicial do pneu com a superfície rígida (sem carga) e depois a medida devido à carga máxima aplicada ao eixo do rodado pneumático, para cada pneu, sendo obtida a deformação elástica pela diferença entre as duas medidas (Tabela 2).

A deformação elástica tem como finalidade demonstrar o quanto o pneu deforma a sua lateral na medida em que adiciona carga. Aumentando se a carga sobre o pneu aumenta a deformação elástica e também a área de contato, e consequentemente diminui a pressão sobre o solo.A deformação elástica influencia a área de contato dos rodados pneumáticos, sendo que menores deformações proporcionaram área de contato elíptica e deformações maiores resultaram em áreas de contato retangulares com bordas curvas. O pneu radial (R3) obteve uma área de contato em média 23% superior ao pneu diagonal (R1). Com o incremento da carga aplicada nos pneus houve um aumento na área de contato de ambos. Na carga de 4000kg o pneu radial obteve uma área de contato 31% maior do que a do pneu diagonal (Tabela 1).

O termo "área de contato" refere-se a área do pneu que fica em contato com a superfície de apoio do solo, sendo um importante indicador da capacidade de distribuição de carga do pneu para a superfície de contato. Além disso, é nesta área que se transmitem os esforços desenvolvidos entre o pneu e o solo.

TABELA 1. Área de contato em relação as cargas aplicadas aos pneus.

Pneus		Cargas (kgf)
	2000	3500	4000
		Área de contato (m2)
Radial	0,159	0,254	0,323
Diagonal	0,142	0,203	0,246

Pneus

Cargas (kgf)

2000

3500

4000

Área de contato (m²)

Radial

0,159

0,254

0,323

Diagonal

0,142

0,203

0,246

TABELA 2. Deformação elástica em relação as cargas aplicadas aos pneus.

Pneus		Cargas (kgf)
	2000	3500	4000
		Deformação elástica (m)
Radial	0,060	0,089	0,110
Diagonal	0,055	0,086	0,100

Pneus

Cargas (kgf)

2000

3500

4000

Deformação elástica (m)

Radial

0,060

0,089

0,110

Diagonal

0,055

0,086

0,100

TABELA 3. Pressão aplicada na superfície rígida em relação as cargas aplicadas aos pneus.

Pneus		Cargas (kgf)
	2000	3500	4000
		Pressão aplicada na superfície rígida (kgf/cm2)
Radial	1,258	1,378	1,359
Diagonal	1,408	1,724	1,785

Pneus

Cargas (kgf)

2000

3500

4000

Pressão aplicada na superfície rígida (kgf/cm²)

Radial

1,258

1,378

1,359

Diagonal

1,408

1,724

1,785

O pneu radial, por ter obtido uma maior área de contato, conseqüentemente, obteve uma menor pressão sobre a superfície rígida (Tabela 3) redução da pressão sobre a superfície de 10% para a menor carga e de 23% para a maior carga.

O pneu de construção radial obteve maiores área de contato, deformação elástica e menor pressão aplicada sobre a superfície rígida.Apesar das opções do pneu agrícola de construção radial no mercado, a utilização ainda é reduzida, devido ao elevado custo de aquisição e a falta de conhecimento por parte do consumidor. A questão do custo inicial de aquisição, da tecnologia radial,ser elevado, pode se tornar baixo, a longo prazo, quando levamos em consideração, os benefícios e a durabilidade, sendo utilizado de maneira correta. Mais antes de adquirir qualquer tipo construtivo de pneu ou marca, seja radial ou diagonal, é necessário sempre verificar na região, as questões de assistência técnica, garantia e disponibilidade de produto.

Este artigo foi publicado na edição 142 da revista Cultivar Máquinas. Clique aqui para ler a edição.