Processos de fabricação de camisas cerâmicas aplicadas em bombas de pistão de pulverizadores agrícolas - Pucci Junior, Silvio Amilcar [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A pulverização agrícola, processo essencial para a proteção e nutrição de lavouras, depende crucialmente do desempenho de seus componentes, em especial da bomba de pistão e do conjunto êmbolo-camisa. A durabilidade e a precisão destes elementos impactam diretamente a eficiência da aplicação de defensivos e nutrientes, influenciando a saúde das culturas e os custos operacionais. O desgaste prematuro, frequentemente associado à qualidade do acabamento superficial das camisas de cerâmica, pode levar a aplicações imprecisas e aumento dos gastos com manutenção. Esta pesquisa busca compreender e otimizar os processos de fabricação das camisas de cerâmica, investigando a relação entre as etapas de produção e o acabamento superficial, com o intuito de reduzir a temperatura de trabalho das bombas, aumentar a vida útil dos êmbolos e, consequentemente, aprimorar a eficiência da pulverização no campo, equilibrando os custos industriais e de manutenção. Analisou-se a influência das variáveis de fabricação no acabamento superficial das camisas e a avaliação do impacto da temperatura de trabalho no desempenho do conjunto êmbolo-camisa, buscando métodos de usinagem, áreas de contato e posição de montagem que minimizem o atrito e a geração de calor. O estudo demonstrou que o êmbolo plano (EP) apresenta uma área de superfície 30% maior em comparação com o êmbolo copo (EC), resultando em um aumento significativo na capacidade de transferência de calor e, consequentemente, em uma elevação da temperatura de trabalho em 52%. Além disso, a análise da rugosidade superficial da camisa da bomba de pulverização revelou seu impacto no desempenho do sistema. Uma rugosidade de 1μm causou um aumento de temperatura de 24%, enquanto a redução para 0,1μm resultou em uma diminuição de temperatura de 34%. Esses resultados, obtidos com p-valor <0,05, confirmam sua significância estatística e estabelecem uma correlação direta entre a qualidade do acabamento superficial e a eficiência térmica e mecânica. Em conclusão, a melhoria do acabamento da camisa da bomba de pulverização, reduzindo a rugosidade, comprovadamente diminui o atrito, o que se traduz em maior eficiência energética e prolongamento da vida útil dos componentes.

Agricultural spraying, a crucial process for crop protection and nutrition, depends heavily on the performance of its components, especially the piston pump and the plunger-liner assembly. The durability and precision of these elements directly impact the efficiency of pesticide and nutrient application, affecting crop health and operational costs. Premature wear, often linked to the surface finish quality of ceramic liners, can lead to inaccurate applications and increased maintenance expenses. This research aims to understand and optimize the manufacturing processes of ceramic liners by investigating the relationship between production stages and surface finish. The goal is to reduce the operating temperature of the pumps, increase the service life of the plungers, and consequently, improve the efficiency of field spraying while balancing industrial and maintenance costs. The study analyzed the influence of manufacturing variables on the surface finish of the liners and evaluated the impact of operating temperature on the performance of the plunger-liner assembly. It also sought machining methods, contact areas, and mounting positions that would minimize friction and heat generation. The study demonstrated that the flat plunger (FP) has a 30% larger surface area compared to the cup plunger (CP), resulting in a significant increase in heat transfer capacity and, consequently, a 52% rise in operating temperature. Furthermore, the analysis of the spray pump liner's surface roughness revealed its impact on the system's performance. A roughness of 1μm caused a 24% temperature increase, while a reduction to 0.1μm resulted in a 34% temperature decrease. These results, with a p-value <0.05, confirm their statistical significance and establish a direct correlation between the quality of the surface finish and the thermal and mechanical efficiency. In conclusion, improving the surface finish of the spray pump liner by reducing roughness is proven to decrease friction, which translates to greater energy efficiency and a prolonged service life for the components.
Manufacturing of ceramic liners for piston pumps in agricultural sprayers
Keywords: Cerâmica avançada; Camisas cerâmicas; Acabamento superficial; Aplicações; Advanced ceramics; Ceramic liners; Surface finish; Applications