3 MATERIAL E MÉTODOS
3.8 ANÁLISE DE CUSTO
3.8.1 Desempenho operacional
3.8.2.1 Custos variáveis
Referiu-se às despesas necessárias para deixar as máquinas em condição de uso e garantir um padrão de desempenho. A manutenção foi dividida em duas fases: operacional e entressafra.
A primeira correspondeu à manutenção mecânica visando que as colhedoras mantivessem um alto nível de produtividade operacional durante a safra e diminuindo o tempo de indisponibilidade por motivos mecânicos.
A segunda foram reformas mecânicas que aconteceram na entressafra também visando garantir que a colhedora trabalhasse com alta disponibilidade mecânica na safra seguinte. O custo de manutenção e reforma foi calculado utilizando-se da Equação 24, adaptada de ASAE (1994).
:" = OY[YZ
\ ∙ Q ∙ ]:" (24)
Onde:
CMR = custo de manutenção e reforma, R$ h-1;
VA = valor aquisição, R$; VUt = vida útil da máquina, Mg;
CE = capacidade efetiva, Mg h-1;
FCM = fator de custo de manutenção, %.
O fator de custo de manutenção (FCM) estava relacionado à severidade da operação e ao esquema de manutenção praticado. Segundo Banchi et al. (2012), os gastos com a manutenção durante a safra e com a reforma realizada na entressafra, acumulados ao longo da vida útil da colhedora convencional de uma linha equivaleram aproximadamente a 165% do seu valor de aquisição.
A vida útil, dada em massa de material colhido, para a colhedora convencional de uma linha foi estimada em função da sua capacidade efetiva de colheita média de 32 Mg h-1
operando em velocidades usuais de 4 a 6 km h-1, durante sua vida útil de 12.000 horas (BANCHI
et al., 2012), como mostrado na Equação 25.
X^
_= X^
*∙ :`
(25)Onde:
VUt = vida útil da colhedora, Mg;
CE = capacidade efetiva, Mg h-1;
A quantidade de cana colhida durante a vida da colhedora de uma linha foi extrapolado para a quantidade de linhas colhidas simultaneamente pelas outras três colhedoras, para se estimar suas vidas útil, também dadas em massa de material colhido.
b. Combustíveis
O consumo de combustível foi calculado com base na potência do motor das máquinas e considerando uma porcentagem de utilização dessa potência, visto que para qualquer operação a potência total do motor deve ser maior que a requerida pela máquina para que haja uma reserva de potência para vencer sobrecargas instantâneas normais da operação.
Portanto, o motor na maior parte de seu tempo de funcionamento utiliza apenas uma parcela de sua potência nominal. Esta porcentagem de potência utilizada depende da natureza da operação, sendo mais elevada em operações pesadas.
O modelo para o cálculo do custo da operação de colheita requereu valores consolidados do consumo horário de combustível. Os controles de frotas das usinas registra duas vezes ao dia a quantidade de combustível abastecido e a leitura do horímetro da colhedora, cujos valores permitem determinar o consumo de referência (CCr), em litros por hora-horímetro (L hh-1). Este consumo de 38 L h-1 (Banchi et al., 2012) apresenta um extenso histórico de dados
para o caso da colhedora convencional de uma linha, razão pela qual foi tomado como referência para validar o modelo de custo e ainda estimar valores de potência utilizada e consumo médio de combustível para colhedora de duas linhasem estudo.
Para as EBLs, considerando que essa máquina embutiu um novo conceito de corte, alimentação e processamento, utilizou-se como referência os dados de um protótipo desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE, 2013). Segue nas Equações 26 a 34 o critério adotado para se estimar esses valores com base na respectiva colhedora de referência. O cálculo se fundamenta no consumo específico de combustível dos motores diesel turbinados que apresenta valores bastante uniformes entre os motores comercias disponíveis.
FPUr =
eef ∙ gh ∙ %%%ijf ∙ ek (26) Onde:CCr = consumo de combustível da colhedora de referência, L h-1;
Dc = massa específica do combustível, kg L-1;
PNr = potência nominal do motor da colhedora de referência, cv; Ce = consumo específico, g cv-1 h-1;
Essa fração da potência utilizada atendeu duas funções principais, que foram o deslocamento da máquina e o processamento do material colhido, ou seja, parte da potência nominal do motor de uma colhedora foi requerida para o seu deslocamento e parte para o corte e processamento do material colhido.
• Potência para o deslocamento: a potência necessária para o deslocamento (PDr) de uma máquina com determinada massa (Wr), que se movimenta com dada velocidade (Vr), rodando sobre um terreno com certa resistência ao rolamento (RR) e que utiliza uma dada transmissão com eficiência (ET) pôde ser calculada pela Equação 27:
l m =
&B ∙ n ∙ ;; ∙ YB ∙ %,%% UVU,V ∙ o (27) Onde:PDr = potência requerida para o deslocamento da colhedora utilizada como referência, em velocidade usual de operação, cv;
Wr = massa da colhedora de referência, kg; g = aceleração da gravidade, m s-2;
RR = resistência ao rolamento, %;
Vr = velocidade usual da colhedora de referência, km h-1.
ET = eficiência de transmissão, %;
• Potência para o processamento: a potência necessária para o corte e processamento (PPr) do material colhido pelas colhedoras em estudo foi calculada pela Equação 28:
PPr = (PNr ∙ FPUr) - PDr (28) Onde:
PPr = potência requerida para o processamento do material colhido pela colhedora de referência em velocidade usual, cv;
FPUr = porcentagem média da potência utilizada pela colhedora de referência em velocidade usual, decimal;
PDr = potência requerida para o deslocamento da colhedora utilizada como referência em velocidade usual, cv;
Com base nos dados que foram obtidos para a máquina de referência, nas Equações 26 a 28, foi possível estimar os valores correspondentes às máquinas sem ainda uma base de dados consolidada em campo, tal como a colhedora de duas linhas, e também às colhedoras propostas, como o caso das EBLs.
Desse modo, as potências necessárias para deslocamento e o processamento de uma máquina com massa e velocidade diferentes das correspondentes à colhedora de referência foram calculadas pelas Equações de 29 a 31, onde a potência de deslocamento foi corrigida linearmente com a variação da velocidade e da massa da colhedora em estudo, visto que tanto a Conv-2L quanto às EBLs possuíram velocidade de operação e massa diferentes das colhedoras de referência, respectivamente colhedora Conv-1L e do protótipo do CTBE.
l =
A2B ∙ Y ∙ &YB ∙ &B (29) Onde:PD = potência requerida para o deslocamento da colhedora em estudo com velocidade alterada, cv;
V= velocidade alterada da colhedora em estudo, km h-1;
W = massa da colhedora em estudo, kg;
A potência necessária para o processamento na colhedora de referência foi corrigida com a variação da vazão da quantidade alimentada do material colhido, que foi considerada proporcional à velocidade de deslocamento e ao número de linhas cortadas simultaneamente como indicado na equação 30.
ll =
AAB ∙ Y ∙ YB ∙ B (30) Onde:PP = potência requerida para o processamento do material colhido pela colhedora em estudo em velocidade alterada, cv;
V = velocidade alterada da colhedora em estudo, km h-1;
NLr = quantidade de linhas colhidas simultaneamente pela colhedora de referência.
A fração de potência utilizada pelas colhedoras em estudo pôde ser adotada tomando como base o valor praticado na colhedora de referência e assim estimar a potência nominal necessária para a colhedora em estudo com auxílio da equação 31.
lp =
A2 , AAqA[ (31) Onde:PN = potência nominal estimada do motor da colhedora em estudo, cv; PD = potência requerida para o deslocamento da colhedora em estudo, cv;
PP = potência requerida para processamento do material colhido pela colhedora em estudo, cv; FPU = fração utilizada da potência nominal do motor da colhedora de referência, decimal;
Com as equações de 29 a 31 foi possível calcular os valores de três incógnitas PD, PP e PN, correspondentes às colhedoras em estudo, para viabilizar, nesses casos, a utilização do modelo de custo da operação de colheita determinando-se o consumo de combustível, que pôde ser calculado pelo consumo específico do motor diesel, como mostrado na Equação 32.
CC =
sit ∙ ij ∙ ekgh ∙ %%% (32) A Equação 33, por sua vez, mostra o cálculo do custo do combustível por quantidade de cana-de-açúcar colhida:CCOMB =
CE CC⋅ P
COMB (33)
Onde:
CCOMB = custo combustível, R$ ha-1;
CC = consumo de combustível, L h-1;
PCOMB = preço combustível, R$ L-1;
CE = capacidade efetiva, Mg h-1.
Segundo ASAE (1994), se os filtros de óleo são trocados regularmente conforme as recomendações dos fabricantes, o custo dos lubrificantes pode ser estimado em 15% do custo do combustível.