Efeito da rugosidade da superfície do material de parede no coeficiente de atrito dos grãos de café

Abstract

O conhecimento do coeficiente de atrito grão/parede é fundamental para o projeto de equipamentos de transporte, processamento e armazenamento de produtos agrícolas. São considerados dois tipos de coeficientes de atrito para estes tipos de produtos: o atrito estático, determinado pela força que é capaz de vencer a oposição ao movimento e o atrito dinâmico, determinado pela força que se manifesta na superfície de contato quando há movimento. Vários são os fatores que influenciam o atrito e dentre eles destaca-se o tipo e a natureza dos materiais em contato, que neste trabalho é representada pela rugosidade média das diferentes superfícies dos materiais empregados para a construção dos silos. A utilização da rugosidade média, deve-se ao fato de ser o parâmetro de medição mais utilizado e aceito em todo o mundo para representar a rugosidade de suas superfícies. Com a realização deste trabalho objetivou-se determinar a influência da rugosidade da superfície de diferentes materiais de parede nos coeficientes de atrito estático e dinâmico dos grãos de café. Para a realização deste experimento, utilizaram-se grãos de café com pergaminho das espécies Coffea arabica L. (variedade Catuaí Vermelho) e Coffea canephora (variedade Conillon), com aproximadamente 13% (b.u.) de umidade. Os materiais empregados utilizados na construção das paredes dos silos e testados, com sua respectiva rugosidade média foram: alumínio (0,30mm), polietileno (0,52mm), aço liso (0,64mm), madeira (3,56mm), aço rugoso (3,98mm) e concreto (4,89mm). Os coeficientes de atrito (m ’ ) foram determinados, em três repetições, com a utilização de um equipamento de cisalhamento direto de movimento de translação conhecido internacionalmente por Jenike Shear Cell ou célula de carga de Jenike, modelo TSG 70-140, fabricado pela empresa alemã Zeppelin, sendo este equipamento atualmente o mais aceito e empregado pelas principais normas internacionais de construção de silos. A rugosidade média (Ra) das superfícies foi determinada pela utilização de um rugosímetro digital, modelo SJ-201, fabricado pela empresa japonesa Mitutoyo, em dez repetições, sendo esta rugosidade medida na direção do deslocamento dos grãos. Os dados foram submetidos a análise de regressão com a finalidade de selecionar o modelo mais adequado para expressar a relação entre a rugosidade média e as variáveis estudadas, ou seja, os coeficientes de atrito estático e dinâmico. Os coeficientes de atrito estático e dinâmico aumentaram linearmente com o aumento da rugosidade das superfícies analisadas, para ambas as variedades estudadas. O modelo linear ajustou-se satisfatoriamente aos dados experimentais, apresentando coeficientes de correlação (R 2 ) superiores a 0,90 e erros médios inferiores a 10%.