Pneus radiais em máquinas agrícolas

Apesar de obter maior durabilidade e estudos mostrarem melhor distribuição da carga e com isso menor compactação do solo, o pneu radial ainda é pouco utilizado no Brasil pela falta de medidas homologadas pelos fabricantes e disponíveis no mercado, pelo seu preço e pelo desconhecimento da tecnologia.

Os pneus, ao longo do tempo, deixaram de utilizar somente borracha natural e algodão e passaram a ter novos materiais derivados do petróleo como borracha sintética, fibras de nylon etc. Houve também uma evolução na forma da disposição das camadas constituintes do pneu, sendo as principais formas de construção: diagonal (A); diagonal cinturado mais conhecido por Twin ou BPAF (baixa pressão alta flutuação) (B); e radial (C) (Figura 1).

O conhecimento básico sobre as características construtivas dos pneus auxilia muito durante a escolha, pois, dependendo do modelo do trator, existem várias opções de pneus. Essa variedade de dimensões e tipos construtivos não é por acaso, já que o tipo de operação, do solo ou da cultura, terá um pneu mais apropriado a ser utilizado.

Outro problema é que muitos consumidores têm dificuldades para identificar os tipos construtivos. Uma maneira simples de identificar seria pela unidade em que a medida do pneu está exposta, pois a maioria dos fabricantes descreve a medida dos pneus diagonais em polegadas (18.4-34) e os radiais e diagonais cinturados em milímetros (460/85R34). Outra diferença está na capacidade de carga: o pneu diagonal está identificado como “lonas” ou pelas letras (PR), exemplo: 10 PR e os radiais e diagonais cinturados estão identificados pelo chamado “índice de carga” ou as letras (LI), exemplo: 146 A6.

Na prática o usuário não se preocupa com o tipo construtivo e as dimensões dos pneus, a primeira preocupação é com o custo inicial e muitas vezes acaba escolhendo o pneu errado, comprometendo o desempenho da máquina. No geral, a durabilidade dos pneus radiais é maior, devido à qualidade dos compostos, e normalmente utilizam a banda de rodagem com a garra tipo R1W, que é cerca de 25% maior que as garras R1 (figura 2) que são usadas nos pneus diagonais, o que contribuiu para sua maior durabilidade. 

Ficando claro que o desempenho dos rodados dos tratores depende das características físicas do solo, tipo e geometria do pneu, cargas aplicadas aos rodados e sua pressão de inflação, a interação correta entre essas variáveis pode melhorar a eficiência operacional dos tratores, elevar a vida útil dos rodados e consumir combustível de forma racional, aumentando a rentabilidade econômica para o produtor.

Diante da dúvida sobre os tipos construtivos de pneus, com a finalidade de avaliar o desempenho de pneus de construções diagonal e radial, foi realizado um ensaio 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 modelos de pneus ensaiados foram um de construção diagonal medida 18.4-34 12PR e outro de construção radial 460/85R34 147 A8 modelo TM600 marca Trelleborg (figura 3).

Os pneus foram fixados no eixo horizontal da prensa hidráulica, que simula o eixo do trator, segundo os procedimentos de carregamento 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, tomando por base a pressão de inflação de 220,48kPa (32psi) para o pneu diagonal e 151,58kPa (22psi) para o pneu radial.

As cargas foram aplicadas aos pneus de forma crescente, iniciando-se com 1.500kg e gradualmente chegando a 2.500kg e 3.000kg.

Após cada prensagem na cartolina, por meio de uma câmera fotográfica digital, foram tiradas fotos de cada área de contato utilizando 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 pneumático com a superfície rígida (sem carga) e depois a medida devido à carga máxima aplicada ao eixo do rodado pneumático, para cada pneumático, sendo obtida a deformação elástica pela diferença entre as duas medidas.

Os valores para as áreas de contato e deformações elásticas na superfície rígida para os dois pneumáticos estão mostrados nas Tabelas 1 e 2.

Com o incremento da carga aplicada nos pneus (diagonal e radial) houve um aumento na área de contato de ambos. O pneu radial obteve uma área de contato em média de 27% maior do que a do pneu diagonal, considerando todas as cargas. Já na carga de 3.000kg o pneu radial obteve a maior diferença de área de contato em relação ao diagonal de 43% maior.

O pneu de construção radial obteve maiores áreas de contato e também maiores deformações elásticas, isso quer dizer na prática que ele deforma mais, ficando com formato retangular, distribuindo melhor a carga, contribuindo para minimizar a compactação do solo. Na indústria automobilística (carros e caminhões) a maior parte dos veículos sai de linha com pneus de construção radial, enquanto que na indústria de tratores, máquinas e implementos agrícolas a adesão a pneus com tecnologia radial ainda é baixa. Vários fatores contribuem para a pequena demanda do setor agrícola pela tecnologia radial, como preço elevado, falta de medidas disponíveis no mercado principalmente para tratores leves e médios, falta de medidas homologadas pelos fabricantes de tratores e máquinas agrícolas e desconhecimento da tecnologia radial pelos usuários. Nos países desenvolvidos os pneus radiais em tratores de média e baixa potência já são comercializados há muito tempo, mas por enquanto no Brasil essa tecnologia fica restrita a tratores pesados e extrapesados.

Thiago Martins Machado, UFMT – Sinop - MT; Kléber Pereira Lanças, Unesp – Botucatu; Mauro Oliveira, José Artioli, Trelleborg; Indiamara Marasca, Unesp - Botucatu - SP

Artigo publicado na edição 150 da Cultivar Máquinas.