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Tipo do documento: Tese
Título: Análise da compactação do solo sob tráfego de máquinas na colheita da cana-de-açúcar através do método dos elementos finitos
Autor: JERÓNIMO JIMÉNEZ, Keila 
Primeiro orientador: ROLIM, Mário Monteiro
Primeiro coorientador: GOMES, Igor Fernandes
Primeiro membro da banca: LIMA, Renato Paiva de
Segundo membro da banca: SIMÕES NETO, Djalma Euzébio
Terceiro membro da banca: LINS, Cecilia Maria Mota Silva
Resumo: O estudo da interação máquina-solo é de vital importância devido à compactação provocada, principalmente, em sistema semi-mecanizado. Assim, objetivou-se analisar o comportamento da tensão-deformação do solo em diferentes camadas de um Argissolo durante à colheita de cana-de-açúcar, através de simulação numérica pelo Método dos Elementos Finitos. Em três locais selecionados aleatoriamente na entrelinha de cultivo, em camadas de 0,2 m, da superfície até 1 m de profundidade, onde realizou-se a Avaliação Visual da Estrutura do Solo (VESS) e a resistência à penetração e, foram coletadas amostras deformadas e indeformadas para diversos ensaios mecânicos, a capacidade de campo (CC) e análise de caracterização física. Foram determinados todos os parâmetros requeridos pelo modelo elastoplástico Cam-Clay Modificado através das análises de laboratório e gerada a geometria do perfil de solo com dimensões 9 × 4 m, com a estratificação de cinco tipos de materiais num gerador de malha de Elementos Finitos. Foram calculadas e aplicadas as tensões distribuídas pelos diversos veículos agrícolas (trator, caminhão e reboque), os quais foram simulados através do Método dos Elementos Finitos (MEF) no software numérico CODE_BRIGHT. Os parâmetros referentes antes da colheita, como a tensão de pré-consolidação, resistência à penetração (RP), densidade seca (Ds), agregados, carbono orgânico e análise visual foram submetidos a análise de variância multivariada ao 5% de probabilidade, com correlação canônica (multivariada). Foi encontrado que o reboque apresentou maior propagação das tensões verticais, propagando-se até 4 m de profundidade. No contato pneu-solo foram alcançados valores de 880 kPa e a 1,0 m de profundidade, embaixo dos rodados atingiu 200 kPa, e, houve aumento da tensão de pré-consolidação e redução da porosidade ao longo do perfil, principalmente na primeira camada. Assim como foi observado correlação canônica entre a Ds, RP, menor diâmetro de agregados (<0,25 mm), tensão de pré-consolidação e VESS. A camada de 0-0,2 m apresentou maior concentração de carbono orgânico e maior percentagem de diâmetro de agregados (>2 mm). Para a camada de 0,2-0,4 m, antes da colheita apresentou maior Ds, RP, VESS e percentagem de agregados de <0,25 mm.
Abstract: The machine-soil interaction study is crucial due to the compaction promoted by them mainly in semi-mechanized system. Thus, this study aims to analyze the behavior of the soil stress-strain in different layers in an Ultisol during the sugarcane harvest through numerical simulation by the Finite Element Method. Three sites, randomly selected in the crop line with layers from 0.2 m up to 1 m depth were used to perform the Visual Evaluation of Soil Structure (VESS), the soil penetration resistance, disturbed and undisturbed samples were collected for physical characterization analysis and several mechanical tests equilibrated in a water content corresponding to field capacity. All the parameters required by the Modified Cam-Clay elastoplastic model were determined through laboratory analysis. A mesh with a geometry of 9 x 4 m, which characterized the soil profile, was generated with the stratification of five types of materials in a Finite Element grid software. The distributed stresses of the different agricultural vehicles (tractor, truck and trailer) were calculated and applied, which were simulated through the Finite Element Method (FEM) in the numerical software CODE_BRIGHT. Pre-harvest parameters, such as pre-consolidation stress, soil penetration resistance (PR), dry bulk density (BD), aggregates, organic carbon and visual analysis were subjected to a multivariate analysis of variance at 5% probability, with canonical discriminant analyze. It was found that the trailer presented a greater propagation of the vertical stress, reaching up to 4 m of depth and 200 kPa at 1 m of depth. Under the wheels, as well as the tire-soil contact values of 880 kPa and 1 m depth were reached. There was an increase of the pre-consolidation stress and reduction of porosity along the profile, especially in the first layer. There was a canonical correlation between BD, PR, lower aggregate diameter, pre-consolidation stress and visual soil analysis scores. The layer 0-0.2 m presented higher concentration of organic carbon and higher percentage of aggregate diameter (> 2 mm). The 0.2-0.4 m layer presented higher BD, PR, VESS and percentage of aggregates of <0.25 mm.
Palavras-chave: Compactação do solo
Colheita
Máquina agrícola
Cana-de-açúcar
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal Rural de Pernambuco
Sigla da instituição: UFRPE
Departamento: Departamento de Engenharia Agrícola
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Citação: JERÓNIMO JIMÉNEZ, Keila. Análise da compactação do solo sob tráfego de máquinas na colheita da cana-de-açúcar através do método dos elementos finitos. 2019. 84 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.tede2.ufrpe.br:8080/tede2/handle/tede2/8274
Data de defesa: 26-Feb-2019
Appears in Collections:Doutorado em Engenharia Agrícola

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