Inventário de materiais – Fase Agrícola

A produção de cachaça e álcool combustível de fazenda, na unidade em estudo, é realizada de forma integrada, ou seja, o biocombustível é produzido utilizando como matéria prima os subprodutos da produção da cachaça, cabeça e cauda. Durante a safra de 2013/ 2014, por meio de consulta as anotações do produtor, verificou-se que a unidade produziu 453.360 litros de cachaça no período de 86 dias, com jornada média diária de 8 horas de trabalho.

Segundo dados do produtor, de cada 400 litros de destilados foram obtidos 40 litros de cabeça e 40 litros de cauda, e ao destilar esses 80 litros de subprodutos, cabeça e cauda, foram obtidos 40 litros de álcool combustível de fazenda. Sabendo que a unidade de produção é do tipo batelada e que durante a safra de 2013/2014 foram obtidos 453.360 litros de cachaça, e que a cada 320 litros de cachaça são produzidos 40 litros de álcool; e assim, têm-se que foram produzidos 56.670 litros de álcool de fazenda durante 86 dias de trabalho.

Os dados referentes à produção de cachaça e álcool combustível de fazenda durante a safra de 2013/2014 estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1- Dados de produção de cachaça e de álcool combustível de fazenda da microdestilaria para a safra 2013/2014

Parâmetros Unidade Quantidade

Produção de cachaça L dia-1 5.271,63

Produção de álcool de fazenda L dia-1 658,95

Produtividade media do canavial t ha-1 73,60

Área de produção (não contínua) ha ano-1 50

Rendimento de cachaça L (ton.cana) -1 123,19

Rendimento de álcool de fazenda de cabeça e cauda L (ton.cana) -1 15,39

Período de processamento industrial dias 86

Tempo médio de destilação horas dia-1 8

Produção anual de cachaça L ano-1 453.360

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A produtividade média de cana de açúcar obtida pelo produtor na safra de 2013/2014 foi de 73,6 toneladas de cana por hectare, média próxima à nacional de 75 toneladas por hectare (CONAB, 2014).

Toda cana de açúcar utilizada na produção de cachaça e de bioetanol é produzida pelo próprio produtor, o qual utiliza equipamentos próprios em mais de uma operação, por se tratar de produção de pequena escala. Muitas operações são realizadas manualmente, como a aplicação de adubo que é realizada a lanço, e para estas operações manuais foi considerada a jornada de oito horas de trabalho por dia. As operações realizadas no plantio da cana, o tipo de trator, implementos e caminhões empregados no transporte dos insumos são apresentadas na Tabela 2.

Tabela 2- Operações agrícolas e maquinários utilizados na produção de cana de açúcar Operação agrícola Tipo de implemento, trator e caminhão

Cana planta

Erradicação Mecânica da soqueira (aração) Trator 105 CV, Arado 3 discos

Gradagem (2x) Trator 105 CV, Grade Aradora 18 discos

Transporte interno de insumos Caminhão com capacidade de 12 toneladas Aplicação de corretivo do solo Trator 105 CV, Espalhadeira com capacidade

de 500 kg

Sulcação Trator 105 CV, Sulcador de 2 linhas

Aplicação de adubo* -

Corte de muda* -

Transporte de mudas Caminhão com capacidade de 12 toneladas

Descarregamento, distribuição e picação* -

Cobrição* -

Colheita sem queimada* -

Carregamento da cana por carregadeira Trator 88 CV, carregadeira Cana soca

Capina química* -

Transporte de adubo Caminhão com capacidade de 10 toneladas

Aplicação de adubo* -

* Operação manual.

As operações agrícolas realizadas no preparo do solo e posteriormente plantio da cana de açúcar, assim como o tempo gasto em cada operação e seu respectivo consumo de combustível, foram fornecidas pelo produtor e são apresentados na Tabela 3.

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Tabela 3 – Coeficientes técnicos de produção de cana de açúcar para produção integrada de cachaça e bioetanol.

Trator Mão de obra

Consumo de Diesel Operação agrícola

Potência Homem Tratorista

CV horas hectare-1 Litros h-1 Litros ha-1 Cana Planta Aração[1] 105 ─ 2,16 13,07 28,23 Gradagem (2x) [1] 105 ─ 3,67 13,00 47,71 Aplicação de corretivo do solo [1] 105 0,50 0,50 13,32 6,66 Sulcação [1] 105 ─ 3,17 12,98 41,15

Aplicação de adubo, corte e carregamento de mudas, descarregamento, distribuição, picação e cobrição [1] ─ 320,00 ─ ─ ─ Colheita manual [1] ─ 196,26 ─ ─ ─ Subtotal ─ 516,76 9,5 52,37 123,75 Cana Soca Capina química [2] ─ 5,16 ─ ─ ─ Aplicação de adubo [3] ─ 2,28 ─ ─ ─ Subtotal ─ 7,44 ─ ─ ─ Carregamento de cana cortada para caminhão

(Carregadeira) [1] 88 ─ 2,45 10,00 24,53

Total ─ 524,20 11,95 62,37 148,28

[1] _{Dados obtidos na Microdestilaria.} [2] _{Obtido de produtor de cana de açúcar da Zona da Mata Mineira.} [3] _Neves

(1973).

Foi adotado, segundo Souza (2010), o valor de consumo médio de combustível de 10 L hora-1 pela carregadeira Santal, e o tempo médio de 20 minutos para o carregamento de um caminhão com capacidade média de 10 toneladas foram fornecidos pelo produtor. Na colheita manual considerou-se que um homem colhe 3 toneladas (hadia)-1.

Atualmente o produtor aplica o agrosilicio como corretivo para o solo, mas em anos anteriores era aplicado o calcário. A dosagem de calcário aplicada correspondia a 2.000 kg ha-

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, porém a de agrosilicio é de 1500 kg ha-1 na cana planta. Com a ausência de informações relacionadas às emissões na produção de agrosilicio, no presente estudo foi adotado o uso de

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calcário, como em anos anteriores, devido o mesmo apresentar níveis de emissões já estabelecidos.

No ano de 2014 a quantidade de cana de açúcar colhida foi de 3.680 toneladas, as quais foram cultivadas em glebas com área média de 5 hectares. O transporte da cana foi realizado por três caminhões com capacidade média de 10 toneladas, percorrendo distância média de 13 quilômetros da lavoura à microdestilaria. A distância total percorrida pelos caminhões foi obtida pela soma do número de viagens das glebas até a usina, obtendo uma distância total de 9.970 km, considerando ida e volta. A usina possui dez glebas com distância média de 13 km. O consumo total de combustível foi obtido considerando, segundo Souza (2010), o consumo médio de 3,5 km L-1 de óleo Diesel para o caminhão vazio e de 2,5 km L-1 para o caminhão carregado.

O consumo de combustível no transporte dos insumos aplicados na lavoura pelo produtor foi calculado levando em conta as distâncias entre a microdestilaria até as glebas onde foram aplicados. Foram considerados os mesmos valores adotados anteriormente, porém, foi assumido o valor médio de 0,34 L km-1 para o trajeto de ida e volta entre a micro destilária e a lavoura. Foram computados no transporte interno de insumos o corretivo do solo, adubos para cana planta e cana soca e o transporte de mudas.

O consumo de combustível para o transporte de cana de açúcar e insumos foi obtido com base na equação 1.

C. C. = _{C . .}. . −1 × Dis. perc. km × C. m. comb. L km− ₍₁₎

em que:

C. C. - consumo de óleo diesel;

Q. t. - quantidade de insumo transportada;

Cap. c. - capacidade média do caminhão que realiza o transporte do insumo;

Dis. perc. - distância total de ida e volta percorrida da microdestilaria até a lavoura; e C. m. comb. - consumo médio de óleo diesel por quilômetro percorrido.

Os tratos culturais realizados na cana soca consiste na capina química realizada por trabalhadores com pulverizadores costais, no qual aplica-se Velpar K. Tanto a aplicação de herbicidas, quanto a de adubos são operações realizadas manualmente.

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As quantidades de fertilizantes, calcário, herbicida e óleo Diesel utilizados no processo de cultivo da cana de açúcar são apresentadas na Tabela 4.

Tabela 4 – Quantidades de insumos aplicados na cultura da cana de açúcar Entrada Consumo de fertilizantes, kg ha-1 Consumo Total, ( kg ha-1) [1] Consumo médio, [2] kg (ha ano)-1 Cana Planta Cana soca

600 kg 500 kg 00-25-15 20-00-20 Nitrogênio N - 100 500 83,33 Fosforo P2O5 150 - 150 25,00 Potássio K2O 90 100 590 98,33 Calcário Calcário 2.000 - 2.000 333,33 Herbicida Herbicida - 1,17 5,85 0,98 Óleo Diesel Óleo Diesel[3] 104,00 - 104,00 17,33 [1]

Refere-se à soma das quantidades aplicada na cana planta mais cinco vezes a quantidade aplicada na cana soca (500 = 0 + 5 x 100). [2] Média anual durante o ciclo de seis anos. [3] Obtido da Tabela 3 aqui expresso em kg (ha ano) -1, não inclui o transporte de cana. Para converter litros hectare-1 para kg hectare-1 multiplica-se pela massa específica do óleo Diesel de 0,84 kg L-1 (EPE, 2014).

A energia térmica empregada no processamento da cana de açúcar, destilação do vinho e produção do álcool de fazenda, é suprida pela queima de parte do bagaço gerado na extração do caldo da cana de açúcar. As quantidades de bagaço e caldo foram obtidas por meio de pesagem de determinada quantidade de cana de açúcar, sendo este procedimento realizado três vezes para obtenção do valor médio. Para quantificar a quantidade de bagaço consumido, assumiu-se o valor informado pelo fabricante de cada caldeira (em número de duas) como sendo 2.000 kg de vapor por hora, embora normalmente as caldeiras não operarem a todo vapor.

A quantidade de bagaço necessária para produção de 4.000 kg de vapor por h, foi determinado conforme equação 2:

Q̇ b =_ɳ ̇ v _{. C} . v− _ç (2)

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Q̇b= quantidade de bagaço utilizado nas caldeiras, kg h-1

; Q ̇vapor= vazão mássica de vapor, kg h-1

;

hv= 2.753 KJ kg-1,assumindo vapor saturado com x=1 e P= 552,585 KPa; ha= 188,9 KJ kg-1, assumindo temperatura da água na entrada da caldeira 45°C;

ɳcaldeira= rendimento da caldeira, 66% (assumido com base no catálogo do fabricante);e

PCI= Poder calorífico inferior do bagaço com 50% b.u.,8.916,18 KJ kg-1 (EPE, 2013)