Os resultados do consumo de combustível em cada rota de recolhimento foram obtidos em função da distância percorrida entre a área de colheita e a usina, e da variação da quantidade de palha deixada no solo após a colheita. A figura 3.2, apresenta uma comparação entre os resultados obtidos para o consumo diesel nos três sistemas de recolhimento considerados, em função da distância entre o ponto de colheita e a planta industrial, para índices de recolhimento de 50% e 75% dos resíduos gerados, e com umidade de 20%.
Os resultados obtidos indicaram que para um recolhimento de 50% de palha com um raio médio de 30 km até a usina, o recolhimento por colheita integral apresenta um consumo de energia cerca de 43% menor em relação a rota de enfardamento. Os resultados indicaram também que para distâncias acima de 80 km o consumo na colheita integral se torna superior ao consumo da rota de recolhimento por enfardamento da palha.
O sistema de enfardamento apresentou um consumo cerca de 28% menor que o sistema de recolhimento por forrageira, para um raio médio de recolhimento de 30 km. Os sistemas de forrageira e enfardamento possuem algumas operações distintas, no entanto a operação de transporte comum a ambos é mais representativa para o sistema de forrageira, apresentando um índice de consumo cerca de 23,8% superior ao consumo no transporte dos fardos conforme o aumento da distância de recolhimento.
No sistema de colheita integral um aumento no índice de palha recolhida de 50% para 75% pode causar uma variação de até 40% no consumo específico de combustível. Com o maior volume de palha transportada a densidade da carga é reduzida, e o consumo por viagem diminui.
O procedimento de cálculo adotado para determinar o consumo no transporte, utiliza como referência um índice de consumo específico em L t-1 km-1, que permite definir a partir da carga transportada o rendimento em km L-1, para cada trajeto de viagem, portanto um aumento do percentual de palha promove uma diminuição no consumo por viagem, pois a avaliação refere-se ao consumo específico em L t-1 de palha.
Assim um maior percentual de palha transportada por viagem na carga promove simultaneamente, uma redução na quantidade de cana transportada por viagem, e também a redução no consumo de combustível por viagem devido à menor densidade de carga causado pela presença da palha na carga. Porém, o maior percentual de palha misturada exige um maior o número de viagens para suprir a quantidade de cana na usina.
Um resumo do consumo de combustível por tonelada de palha nas operações que compõem cada rota de recolhimento estudada, está apresentado na tabela 3.6.
Tabela 3.6. Consumo de combustível (L t-1 palha) nas operações dos três sistemas de recolhimento de palha.
Operações Enfardamento (50%)1 Recolhedora forrageira (50%)1 Colheita Integral (50%)1 Colheita Integral (75%)1 Enleiramento 0,49 0,49 - - Enfardamento 1,70 - - - Recolhedora forrageira - 3,32 - - Carregamento 0,92 0,74 0,26 0,26 Descarregamento 0,91 0,72 - - Total 4,02 5,27 0,26 0,26 Transporte 10 km 0,53 0,66 1,05 0,60 20 km 1,07 1,32 2,09 1,20 30 km 1,60 1,98 3,14 1,79 40 km 2,13 2,64 4,19 2,39 50 km 2,67 3,30 5,23 2,99
Os resultados apresentados indicam que no caso das rotas enfardamento e forrageira, as operações em campo representam a maior parcela de consumo de combustível quando comparadas ao transporte até um raio de distância de 30 km, O enfardamento e a forrageira consomem 4,02 e 5,27 L t-1 de palha recolhida, respectivamente, nas operações de campo. Este valor é consideravelmente maior que o consumo de campo na colheita integral, referente a operação de carregamento usual realizada na colheita convencional da cana e também na colheita integral. No caso do transporte, a colheita integral apresenta um consumo de combustível cerca de 96% superior ao consumo apresentado no enfardamento, e cerca de 58% superior ao consumo apresentado na rota por forrageira. Este consumo superior é devido a forma de transporte da palha na colheita integral, que transporta palha misturada aos colmos cortados da cana, essa forma transporta menor quantidade de palha por viagem, pois ocupa um menor volume no transporte do que na forma de fardos ou forragem a granel.
Os resultados apresentados indicam algumas vantagens para o sistema de recolhimento de cana e palha integral em relação às rotas de enfardamento e de forrageira, devido a menor necessidade de equipamentos extras no campo. A tabela 3.7 apresenta a lista de equipamentos adicionais para a execução das rotas estudadas.
Tabela 3.7. Equipamentos necessários nas operações envolvendo as três rotas de recolhimento de palha.
Rotas de recolhimento Enfardamento Forrageira Colheita Integral
Equipamentos
Enleirador Enleirador Caminhões extras –
rodotrem
Enfardadora Recolhedora de
forragens
Estação de separação de palha
Carregadeira de cana Unidades transbordo Triturador de palha Caminhão – plataforma
aberta Caminhão – fechado –
Triturador de palha – –
As rotas de enfardamento e forrageira exigem máquinas adicionais em campo para a execução das operações de campo. No caso da colheita integral nenhum maquinário extra é necessário, no campo pois a colheita é feita com a máquina de colheita tradicional. No entanto, na rota de colheita integral serão necessários sistemas de separação da palha e de trituração, que devem ser instalados na unidade industrial. O sistema de trituração também é necessário na rota de enfardamento. Na rota por forrageira, a palha chega à usina já triturada, no entanto, são necessárias
avaliações mais precisas para determinar se a granulometria da palha triturada pela forrageira seria adequada ao sistema de combustão.
A figura 3.3 apresenta uma comparação entre o consumo de combustível total na colheita convencional de cana-de-açúcar (somente colmos) e a colheita integral com recolhimento de 50% da palha e 75% da palha, dados em L t-1 de colmo colhido (base úmida). O consumo adicional no recolhimento da palha em relação ao consumo da colheita convencional representa o consumo ocasionado pela presença da palha na carga transportada.
A avaliação do consumo total de combustível entre o sistema de colheita integral e a colheita de convencional, indicou para uma distância média de 30 km, um aumento de 14,8% com a recuperação e transporte de 50% da palha com a cana, e um aumento de cerca de 24% com a recuperação de 75% da palha em relação ao sistema convencional. Os cálculos realizados na avaliação do consumo de diesel na colheita de cana consideram o aumento necessário no número de viagens na colheita integral para compensar o menor volume de cana transportado por viagem com palha misturada.
Para o transporte da palha nas rotas de enfardamento e forrageira, podem ser necessários diferentes equipamentos para essa operação, devido aos diferentes volume, formatos e densidade
Figura 3.3. Comparação entre o consumo de diesel na colheita convencional e na rota de colheita integral da cana
existentes entre os fardos e a palha triturada por forrageira. No caso do recolhimento integral, os equipamentos para o transporte da palha são os mesmos utilizados no transporte da cana. No entanto, há necessidade um maior número viagens e isso impõe caminhões adicionais para suprir o aumento do número de viagens devido ao transporte da palha. A tabela 3.8 apresenta os dados da estimativa de quantidade de viagens necessárias para o transporte de cana somente, e para o transporte da cana e palha no recolhimento integral, para o caso de uma usina típica que processa 500 t h-1 cana. Com estes dados, é possível prever o aumento da frota de transporte devido ao recolhimento da palha, bem como estimar com maior precisão os custos do transporte da palha a partir de dados já existentes para o transporte da cana, pois tratam-se do mesmo sistema de transporte.
Tabela 3.8. Previsão do aumento de viagens devido o transporte de palha, comparado ao transporte
convencional de cana, para uma unidade de 500 t cana h-1
Parâmetros Colheita
convencional
Colheita integral
Índice percentual de palha transportada – [%] 5% 50% 75%
Carga de palha transportada por viagem – [t carga-1] 0,61 4,21 5,40
Carga total de palha – [t h-1] 4,11 43,48 68,18
Viagens necessárias – [viagens h-1] 6,70 10,30 12,60
Pela Tabela 3.8 o recolhimento de 50% da palha pode implicar em um aumento em torno de 54% no número de viagens, e cerca de 90% para um recolhimento de 75%. O custo desse aumento pode ser atribuído ao custo de transporte da palha. O consumo e o custo do transporte da cana e da palha pela rota integral podem ser reduzidos, se for possível aumentar a densidade da carga da mistura palha e cana, pois o peso total destas cargas está abaixo da capacidade de transporte dos equipamentos. O aumento da densidade da carga pode ser feito pela redução de tamanho dos toletes de cana e da palha. Esta redução de tamanho pode ser conseguida com modificações na regulagem da colhedora ou com pequena modificação no projeto da mesma, com a adição de um sistema de pré-trituração da palha.