Projeto e validação de unidade de ensaio estática de pneus agrícolas

Abstract

Resumo: O tráfego intenso de máquinas agrícolas em áreas de cultivo de cana-de açúcar, especialmente durante a colheita mecanizada, exerce elevadas pressões sobre o solo, favorecendo sua compactação e comprometendo a produtividade e a sustentabilidade da cultura. Entre os veículos utilizados nesse processo, o transbordo destaca-se como um dos que mais aplica carga ao solo, devido ao seu peso e frequência de passagem. Para compreender e mitigar esses impactos, foi desenvolvida e validada uma unidade fixa de ensaio de pneus agrícolas, projetada para simular, em condições controladas, a interação pneu–solo em diferentes profundidades. A unidade integra sistemas hidráulico, estrutural e de aquisição de dados, permitindo o monitoramento simultâneo da pressão exercida no solo, deflexões vertical e horizontal e recalque. A validação foi realizada por meio de ensaios com pneus radiais e diagonais de transbordo, sob carga e pressão de inflação representativas das operações reais. Os resultados demonstraram que o sistema atendeu aos requisitos de precisão e repetibilidade, possibilitando identificar diferenças consistentes entre as tecnologias construtivas: pneus radiais apresentaram distribuição de carga mais uniforme e menor concentração de pressão na camada superficial, favorecendo a dissipação em profundidade, enquanto pneus diagonais concentraram maior pressão no centro da área de contato, elevando as tensões superficiais. Conclui-se que a escolha do tipo de pneu impacta diretamente a compactação do solo e que a unidade desenvolvida é uma ferramenta eficiente para avaliar, de forma padronizada, o desempenho de rodados agrícolas, contribuindo para a otimização da eficiência operacional e redução dos impactos negativos da mecanização

Abstract: The intense traffic of agricultural machinery in sugarcane cultivation areas, especially during mechanized harvesting, exerts high pressures on the soil, favoring its compaction and compromising crop productivity and sustainability. Among the vehicles used in this process, the transshipment trailer stands out as one of the main contributors to soil loading due to its weight and frequency of passage. To better understand and mitigate these impacts, a fixed agricultural tire testing unit was developed and validated to simulate, under controlled conditions, tire–soil interaction at different depths. The unit integrates hydraulic, structural, and data acquisition systems, enabling simultaneous monitoring of soil pressure, vertical and horizontal deflections, and rut depth. Validation was performed through tests with radial and bias ply transshipment tires under representative load and inflation pressure conditions of actual field operations. The results showed that the system met the requirements for precision and repeatability, allowing consistent identification of differences between tire construction technologies: radial tires exhibited a more uniform load distribution and lower pressure concentration in the surface layer, promoting deeper load dissipation, while bias-ply tires concentrated higher pressure in the center of the contact area, increasing surface stresses. It is concluded that tire type directly influences soil compaction and that the developed unit is an effective tool for standardized evaluation of agricultural wheel performance, contributing to the optimization of operational efficiency and the reduction of the negative impacts of mechanization