Demanda energética

Segundo Green et al. (1985) com a elevação dos custos de produção e a queda dos preços dos produtos agrícolas no mercado, os agricultores têm almejado obter mecanismos eficientes com baixos custos de produção, destacando-se o uso de máquinas agrícolas adequadas ao conjunto trator-máquina agrícola durante o manejo e operação do solo.

Uma parcela considerável dos custos de produção agrícola refere-se à utilização de máquinas e implementos agrícolas, especialmente no que diz respeito a uma das principais unidades de potência da agricultura, o trator agrícola. A otimização de seu desempenho global e, mais especificamente, a melhor utilização do potencial de seu motor, reduzindo-se o consumo de combustível, que por ser um dos fatores importantes na redução de custos de produção, torna-se um requisito fundamental (SILVA, 1997 a).

O monitoramento do desempenho do trator tem sido do interesse de pesquisadores há várias décadas, tendo como principal objetivo a otimização do desempenho

para aumentar a eficiência do combustível de modo que produza máxima quantidade de trabalho por unidade consumida. Os tratores agrícolas têm seu desempenho avaliado pela potência na TDP, do coeficiente e da eficiência de tração da patinagem das rodas motrizes e do consumo de combustível (MIALHE, 1996).

Segundo Silva (1997 a), o objetivo da instrumentação de máquinas agrícolas para a realização de ensaio de campo é gerar informações através dos transdutores instalados nas máquinas e implementos, proporcionando o conhecimento de parâmetros que possibilitam dimensionar e racionalizar o uso de conjuntos motomecanizados na agricultura, em condições brasileiras e regionais dentro do país, possibilitando-se a comparação destes resultados com aqueles de ensaios de laboratório e os obtidos em outros países.

Segundo Garcia et al. (2005), é importante conhecer a capacidade da máquina a fim de selecionar a potência e os equipamentos que desempenharão as operações agrícolas em tempo hábil, evitando, dessa forma, custos adicionais com máquinas superdimensionadas, comum nas propriedades agrícolas.

Com a determinação de força de tração, muitos parâmetros são avaliados com o objetivo de minimizar as perdas de potência desde o motor até a barra de tração e, com isso, conseguir o menor esforço de tração com máximo rendimento operacional, reduzindo, portanto, os custos operacionais de produção (SILVA, 1997 a).

A necessidade de se reduzirem os grãos proporcionando uma ampla gama de módulos de finura implica, necessariamente, em consumos diferenciados de energia de acionamento dos equipamentos de moagem, os quais, na maioria das vezes, têm se caracterizado por um superdimensionamento (CONCEIÇÃO, 1984).

Piedade Jr et al. (1980), estudando o processamento de milho em moinhos a martelos, observaram que o consumo de energia nas diversas peneiras variou até 240%, fato que não ficaria caracterizado se a energia considerada fosse apenas a ativa.

De acordo com Conceição (1984), a energia gasta na redução da partícula é decorrente do grau de dureza, da pelicula de cada produto e que as características de moagem de qualquer grão triturado podem ser representadas por dois parâmetros, capacidade de moagem e distribuição dos módulos.

Mendonça (1990), avaliando o consumo de energia elétrica no processo de moagem de sorgo e soja, verificou uma variação de consumo de energia de 79,04

a 3,43 kWh por tonelada de grãos. Esta variação de consumo foi motivada pelas diferentes peneiras utilizadas no processo.

A maior parte da energia consumida nos sistemas agrícolas localiza-se nos procedimentos de secagem e armazenamento de grãos, onde pode corresponder a aproximadamente, 50% do total consumido. A otimização do uso da energia em processos agrícolas, em especial na secagem de grãos, depende do tipo de sistema de secagem e dos manejos adotados (LOPES, et al. 2000). Os autores ainda relatam que a capacidade de colheita e a dos equipamentos de secagem são parâmetros importantes para a economia de energia, visto que a demora ou rapidez da colheita levará grãos com maiores ou menores teores de água e, se a capacidade de secagem for inferior à da colheita, implicará custos adicionais com energia para manutenção de grão úmido, sob aeração em “silos pulmões” e com possível início de deterioração do produto.

O uso de secagem artificial requer maior produção para cobrir seu alto custo devido ao grande gasto de energia para a secagem, principalmente se o material colhido estiver com alto teor de água (GUISCEM, 1997). Segundo Barros et al. (1991), a operação de secagem é um fator importante no custo final, principalmente em regiões onde as condições ambientais exigem uma colheita antecipada.

Weber (1995) cita que a secagem artificial apresenta as vantagens de permitir o processamento de secagem com qualquer tipo de condições ambientais, permitir programação no processo de colheita, operar com maiores capacidades reduzindo o tempo de processamento.

Segundo Silva (1997 b), apesar da disponibilidade de sistemas, máquinas e equipamentos sofisticados, a secagem continua sendo uma operação crítica nas etapas de pré-processamento de grãos que, em muitos casos, chega a consumir cerca de 60% do total de energia utilizada na produção.

A eficiência energética média dos secadores mecânicos é da ordem de 40%, uma vez que o ar sai do secador ainda aquecido, com grande parte de energia perdendo- se pelas paredes dos dutos, que não dispõem de isolamento (MORAES et al., 1999). Os autores relatam que a seleção apropriada de um sistema de secagem requer uma análise prévia das necessidades energéticas, sendo que as principais são nos processos de secagem, na forma de energia térmica necessária para a evaporação da água, energia mecânica para a

movimentação do ar através das camadas do produto e pelos diferentes elementos mecânicos do sistema de secagem.

Segundo Lopes et al. (2000), a energia necessária para secar uma tonelada de milho de 18% para 13% de teor de água (umidade de armazenamento) é de 39 kWh, ao passo que a quantidade de energia para secá-lo de 28% para 13% passa para 115 kWh, não considerando o rendimento do secador e os gastos com a movimentação do ar.

A secagem de milho a altas temperaturas requer entre 4,5 e 8 MJ kg-1 de água removida, enquanto a secagem a temperatura ambiente ou a baixa temperatura, requer entre 3,25 e 3,75 MJ kg-1 de água removida dos grãos, em função das características do sistema de secagem (GUNASEKARAN, 2002).

Groff (2001), citado por Ribeiro (2005), tratando das questões energéticas na secagem de grãos, aponta dados de consumo de secadores a altas temperaturas entre 3,9 e 6,3 MJ kg-1 de água evaporada nos secadores produzidos atualmente no Brasil, o que leva a um custo médio de US$ 0,25 por tonelada, com energia elétrica e US$ 0,90 por tonelada com combustível.