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Quantificação de perdas visíveis na colheita mecanizada de cana-de-açúcar em diferentes rotações do exaustor primário
Quantification of losses visible at the mechanized harvesting of sugarcane in different rotations of the primary exhauster
BRUNO KAWAMOTO*1; RAFAEL FACHINI MAMONI2; EDSON MASSAO TANAKA3; DANILO TEDESCO DE OLIVEIRA4; VINICIUS ANDRADE FAVONI5.
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Tecnólogo em mecanização em agricultura de precisão; 2 Tecnólogo em mecanização em agricultura de precisão; 3 Msc. Docente do curso de mecanização em agricultura de precisão Fatec Pompeia; 4 Discente do curso em mecanização em agricultura de precisão
Fatec Pompeia; 5 Discente do curso em mecanização em agricultura de precisão Fatec Pompeia; E-mail: danilotedesco@outlook.com.
RESUMO
A cana-de-açúcar vem passando por uma grande mudança em seu sistema de colheita, do manual e semi-mecanizado para o totalmente mecanizado por pressões trabalhistas e ambientais. A análise das perdas ocasionadas pelo processo de colheita mecanizada é de grande importância pois esse fator é responsável por cerca de 35% do custo total de produção da cana-de-açúcar. O presente trabalho avaliou as perdas classificadas como visíveis ocasionadas por diferentes rotações do exaustor primário, órgão responsável pela limpeza de cerca de 80% do material colhido, sendo que os tratamentos foram divididos em T1-800 rpm e T2-1100 rpm. Utilizou-se como parâmetro de análise a metodologia CTC (2009), sendo quatro repetições para cada tratamento, aliado da análise biométrica de locais representativos da área. Por meio da análise biométrica obteve-se a produtividade de 88,7 ton.ha-1 com taxa de alimentação da máquina de 17,95Kg.s-1 e por meio da análise dos dados obteve-se que a rotação do T1-(800rpm) apresentou perdas de lascas e perdas totais de 0,37% e 2,26% e T2-(1100rpm) 0,56% e 2,41% respectivamente. Os níveis de perdas de ambos os tratamentos foram classificados como baixo, identificando assim que T1 com sua menor rotação confere menor quantidade de perdas tornando assim mais economicamente e eficiente.
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INTRODUÇÃO
A cana-de-açúcar se enquadra na família Poaceae e sua origem geográfica pertence ao sudeste da Ásia. A primeira espécie a ser cultivada foi a Saccharum officinarum L. e com o decorrer dos tempos, cultivares dessa espécie sofreram problemas de doenças e de adaptação ecológica, havendo necessidade de substituição pelos híbridos interespecíficos do gênero Saccharum. Atualmente, a cana-de-açúcar além de produzir açúcar, álcool e aguardente, pode ser utilizada para a geração de subprodutos como bagaço, vinhaça e torta de filtro, de grande importância socioeconômica na geração de energia, produção de ração animal, produtos aglomerados, fertilizantes e outros (Boletim 200, 2014).
A colheita mecanizada de cana-de-açúcar, por meio das questões trabalhistas e ambientais, vem crescendo exponencialmente para dispensar o trabalhador das condições impostas pelo corte manual, evitando deste modo a queima prévia, reduzindo assim os impactos ambientais causados (COELHO, 2009). Como consequência desta alternativa mais viável para a solução dos problemas descritos, associando o mesmo a maior eficiência de colheita, o uso de máquinas em todo o ciclo de cultivo e principalmente no corte, carregamento e transporte (CCT) da cana de açúcar sem queima prévia tornou-se imprescindível (VOLTARELLI,2015).
Atualmente o Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, seguido pela Índia e China respectivamente, sendo os dois primeiros com uma participação na produção mundial acima de 50%. Já em território nacional segundo a CONAB (2013), o estado de São Paulo é o maior produtor da cultura, responsável por aproximadamente 52% da área plantada seguido dos estados de Minas Gerais e Goiás.
A colheita da cana deve ser realizada na fase que a mesma tenha maior acúmulo de açúcares (frutose, sacarose) em seus colmos, sendo esta de extrema importância para que haja uma manutenção da qualidade do canavial, visto que o mesmo é renovado após longos períodos de extração do material vegetal. Os sistemas de colheita são classificados de acordo com EMBRAPA(2010): A) Sistema manual: onde o corte e o carregamento são realizados manualmente; B) Sistema semi-mecanizado: neste há o corte manual, entretanto o deslocamento deste material até as unidades de transporte é feito mecanicamente; C) Sistema mecanizado: este sistema de colheita utilizado substitui a mão de obra braçal por profissionais especializados no serviço que desempenham. Uma grande vantagem apontada neste sistema é agilidade no ato da colheita e a menor agressão ao meio ambiente, entretanto como
606 desvantagens cita-se que a má execução do serviço causa prejuízos quanto a perdas e qualidade do material colhido.
A realização do processo de colheita, buscando a alta qualidade é fundamental, considerando que a colheita é responsável por até 35% do custo de produção da cana-de-açúcar (COELHO, 2009), é de suma importância a realização desta tarefa visando a qualidade do processo, aliando esse fator com o rendimento operacional.
Para que seja possível saber em qual parte do processo de colheita mecanizada de cana-de-açúcar é necessário haver atuação, deve-se conhecer como é o funcionamento das colhedoras que estão sendo utilizadas, podendo ser apontado de acordo com a sequência evidenciada a seguir (JOHN DEERE, 2006): A) Inicialmente, por meio dos despontadores é realizado o corte das ponteiras da cana-de-açúcar; B) Em seguida a matéria-prima é conduzida pelos divisores de linha, e apoiada pelo rolo tombador para que seja possível o direcionamento à realização do corte basal; C) Após o corte basal, os colmos são encaminhados para os rolos alimentadores, até chegar aos rolos picadores, onde é cortada em rebolos de tamanho que variam entre 30 e 40 centímetros; D) Em seguida, são depositados no cesto, onde, pela ação do extrator primário, a maior parte das impurezas é removida por exaustão de ar, promovido por uma hélice giratória, onde retira as impurezas vegetais e minerais sendo este de grande eficiência; E) Na etapa seguinte, os colmos fracionados são conduzidos pelo elevador de taliscas, passando pelo extrator secundário para nova remoção de impurezas e, por fim, são descarregados, normalmente, em sistemas de transbordo específicos.
O extrator primário é um dos principais componentes do sistema de limpeza e descarga da colhedora de cana de açúcar, que também é composto por despontador, disco de corte lateral, extratores primário e secundário. Voltarelli (2015) cita que o mesmo é responsável pela limpeza em primeira instância de até 80% do material colhido, retirando impurezas minerais e vegetais para fora da máquina, sendo este processo de limpeza feito após o fracionamento dos colmos.
De acordo com Neves et al. (2004), a partir do momento que objetiva-se a retirada de grandes índices de impurezas do material colhido por meio do aumento da rotação dos extratores/ventiladores da colhedora, isto pode causar danos ainda maiores para o processo e qualidade da colheita, pois pode exceder os níveis economicamente aceitáveis de matéria-prima perdida, sendo assim sua calibração torna-se necessária devido a grandes perdas que
607 podem ocorrer no extrator, considerando também que o mesmo exige de grande quantidade de potência do motor da máquina.
Há pouco tempo o processo de colheita da cana de açúcar mais utilizado foi o método manual com queima previa, objetivando principalmente a despalha dos colmos da cana. De acordo com Neves et. al. (2004) na colheita mecânica de cana crua, em que não há queima do canavial objetivando a pré-limpeza do material, os índices de perdas e de matéria estranha tendem a aumentar devido à maior massa vegetal que será processada pela colhedora.
Conforme aponta Benedini et. al. (2010), as perdas obtidas durante o processo de colheita podem ser classificadas como visíveis e invisíveis. As perdas visíveis estão associadas às características da área a ser colhida, incluindo dados culturais: 1- Varietais (produtividade, tombamento, teor de fibra, comprimento do palmito, quantidade de palha, isoporização, etc.), 2- Preparação da área (padronização do espaçamento entre linhas, comprimento da área, idealização da sistematização do plantio, depressões e torrões, quebras de lombo, qualidade de cultivo, dificuldade de visualização, etc.); e também à operação em si da colheita que envolve treinamento dos profissionais, velocidade da colhedora compatível com as condições do canavial e em sincronismo com o transbordo ou caminhão, situação dos equipamentos da colhedora, principalmente facas de corte de base e do rolo picador de colmos, velocidade do exaustor primário da colhedora, altura da carga, altura de corte de base, manutenção do equipamento, desponte, horário da colheita, altura de carga, entre outros, sendo que as mesmas são classificadas em: A) Tocos: que são pedaços de colmo que ficam aderidos a soqueira da cana, sendo menor que 20 cm; B) Cana Ponta: Pedaço de cana que está agregado ao ponteiro, sendo que sua retirada é feita por meio do seu quebramento no ponto de menor resistência de modo manual; C) Cana inteira: representados por aqueles com proporções iguais ou superiores a 2/3 do tamanho normal da cana de açúcar; D) Colmos: são aqueles que podem ser esmagados ou não com o facão picador, sendo que estas perdas segundo Salvi (2006) podem ocorrer pelo desalinhamento da colhedora com o transbordo e excesso de carga com o mesmo, e a variação da rotação do exaustor não influencia nas perdas por colmo; E) Lascas: são fragmentos totalmente dilacerados. Provavelmente devido ao impacto dos colmos com o exaustor Benedini (2010); tais perdas visíveis podem ser evidenciadas de acordo com a Figura 2. Já as perdas invisíveis são aquelas que são dificilmente visualizadas e quantificadas em campo, podendo ocorrer por meio da qualidade e
608 condições de serviço das facas dos discos de corte, o tipo de lâmina que está sendo utilizada, a velocidade de ambos extratores; podem ser classificadas como: caldo; serragem e estilhaço.
Figura 2 - Figura ilustrativa dos diversos tipos de perdas possíveis visíveis encontrados após a colheita mecanizada, onde: A) Toco; B) Cana ponta; C) Cana inteira; D) Colmo; E) Lascas. Fonte: Autor, (2015).
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência de duas rotações do exaustor primário nas perdas visíveis ocorridas durante a colheita mecanizada de cana-de-açúcar.
MATERIAL E MÉTODOS
Para o desenvolvimento do presente trabalho, as avaliações foram realizadas em um talhão de 35,8 hectares da Fazenda Santa Tereza, com altitude média de 520 metros, e declividade em torno de 8%, localizada no interior do estado de São Paulo, no município de Duartina/SP.
A variedade que estava sendo colhida na área para o experimento foi a RB86-7515, esta variedade de acordo com estudos do EMBRAPA (2010) não se mostra exigente quanto as características de solo, boa adaptação à colheita mecanizada, boa brotação de soca com presença de palhada, além da tolerância à seca.
A colheita da cana na propriedade foi realizada por uma colhedora da marca CASE IH, modelo 8800 com ano de fabricação de 2012/2013. O canavial se encontrava em seu terceiro corte, e apresentava porte classificado como acamado, devido a presença de fortes ventos que assolaram a região em dias anteriores, sendo um potencial agravante para as perdas no ato da colheita.
Utilizou-se a metodologia do CTC (2009) para realização da biometria, na qual foi realizada a colheita manual, coletando toda a cana em uma linha de cinco metros, em seguida é realizado a separação da parte de interesse da cultura das impurezas vegetais e pesado somente a parte de interesse para as usinas, tendo assim dados reais de produtividade do canavial. Foram realizadas quatro análises biométricas dentro da área experimental, buscando
609 sempre a coleta em pontos representativos do canavial para obtenção de uma média de produtividade.
Os tratamentos foram realizados a partir da variação da rotação do exaustor primário, que nada mais é que um ventilador que possui pás, e por meio das fortes correntes de vento provocadas, que são responsáveis por retirar as impurezas da cana de açúcar enquanto a mesma é arremessada para o cesto do elevador, neste momento as impurezas retiradas são lançadas pela parte traseira da colhedora no solo. Para este experimento realizaram-se dois tratamentos em pontos aleatórios da área experimental, em T1 a colheita foi realizada com a rotação do exaustor primário em 800 rpm, e em T2 se realizou a colheita com rotação do exaustor primário em 1100 rpm.
Como mostra a Figura 3, cada ponto de amostragem teve área de 10 m² (3,33 m x 3 m), de acordo com a metodologia CTC (2009) resultando em quatro parcelas para cada tratamento. Para início de cada ponto foi necessário estar 30 m de distância do carreador e 15 m de distância dos terraços. O operador manteve a rotação de T1 (800 rpm) durante 50 m, foi deixado uma distância de 30 m para que o operador realizasse a alteração da velocidade do exaustor, e em seguida se manteve por mais 50 m a rotação de T2 (1100 rpm).
Figura 3 - Esquema do delineamento do experimento desenvolvido na área identificada. Fonte: Autor, (2015).
O local para a coleta das perdas visíveis da variação do exaustor primário, foi demarcado por meio de barbantes e estacas nas dimensões pré-determinada. Todo o material vegetal presente no interior da área foi amontoado, em seguida foi realizada a separação das palhas do material de interesse para realização da classificação e quantificação das perdas.
As perdas na colheita da cana de açúcar contabilizadas e avaliadas no presente trabalho foram do tipo visíveis, que são aquelas perdas facilmente detectadas no campo, sendo que as mesmas facilitam as correções quanto qualidade de colheita, falta de regulagens ou falhas operacionais. Para tal avaliação, foi utilizado como parâmetro um trabalho
610 desenvolvido pelo CTC (2009), onde o mesmo baliza as perdas em três níveis sendo eles: baixo de 0 a 2,5%, médio de 2,5 a 4,5% e alto acima de 4,5%.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A análise biométrica realizada no local identificou uma produtividade média de 88,7 t.ha-1, sendo assim a taxa de alimentação da máquina foi de 17,95 kg.s-1. O canavial se mostrou em condições de produtividade bastante uniforme a partir da realização das análises biométricas, pois nas quatro repetições realizadas os valores encontrados foram bastante próximos, variando apenas 6,1 t.ha-1 do menor para o maior valor.
De acordo com a Tabela 1 evidencia-se que em T1 (800 rpm) onde a rotação do exaustor foi menor, as perdas também foram menores, obtendo o valor médio de 0,330 t.ha-1, o equivalente a 0,37%, e em T2 (1100 rpm) o peso médio de perdas por lascas foi de 0,500 t.ha-1, o equivalente a 0,56%, resultando em um índice de perdas maiores quando comparado com T1.
Pelo fato do canavial se encontrar acamado o operador optou por realizar a colheita com o implemento de corte de pontas desligado, devido a isso não ocorreu nenhuma perda por pontão como pode se notar na Tabela 1.
Tabela 1 – Resultados obtidos a partir da classificação e quantificação de perdas em ton.ha-1, colhida em diferentes velocidades de rotação do exaustor primário (T1 - 800 rpm e T2 – 1100 rpm), em Duartina – SP. Tratamentos Lascas (t.ha-1) Toco (t.ha-1) Colmo (t.ha-1) Pontão (t.ha-1) Pedaços Amassados (t.ha-1) Perdas Totais (t.ha-1) Porcentagem de Perdas (%) 800 rpm 1 0,470 1,130 - 1,350 - - - 2 0,250 1,440 - 0,820 - - - 3 0,225 - - 1,020 - - - 4 0,375 - - 0,980 - - - Média 800 rpm 0,33 0,642 - 1,042 2,014 2,27 1100 rpm 1 0,490 - - 1,350 - - - 2 0,615 - - 1,285 - - - 3 0,510 1,320 - 1,420 - - - 4 0,385 - - 1,220 - - - Média 1100 rpm 0,5 0,33 - 1,318 - 2,148 2,4 Fonte: Autor, (2015).
611 A Tabela 1 apresenta que no T1 (800 rpm) a perda por colmos foram menores que em T2 (1100 rpm), obtendo os resultados de 1,042 t.ha-1 (1,17%) e 1,318 t.ha-1 (1,48%) respectivamente, a perda média de tocos em T1 (800 rpm) foi de 0,642 t.ha-1, e em T2 (1100 rpm) 0,330 t.ha-1.
As perdas por toco são provenientes do implemento de corte da base, onde é regulada a altura de corte da planta. Este tipo de perda também foi quantificado, porém por ser proveniente de outro mecanismo da máquina não foi utilizado para a conclusão do trabalho referente a rotação do exaustor primário.
Por meio dos dados expostos pela Figura 4, utilizando-se como referência o método de classificação de perdas do CTC, pode-se classificar ambos os tratamentos com nível de perdas baixo, pois as perdas totais encontram-se abaixo de 2,5 %, sendo T1 (800 rpm) com 2,26% e T2 (1100 rpm) com 2,41%. Porém como a finalidade do trabalho foi avaliar a influência do exaustor primário nas perdas visíveis, e considerando que a perda por lascas é diretamente influenciada por este componente da máquina, pode-se considerar que a rotação 800 rpm foi a mais adequada, por oferecer uma quantidade 0,37% menor quando comparada a rotação de 1100 rpm que resultou em uma perda de 0,56%, conforme Tabela 1, sendo que a variação é de 0,134 t.ha-1 no T2 (1100 rpm), representando assim uma perda de R$ 8,04 ha-1, quando considerado o valor de R$ 60,00 por tonelada de cana-de-açúcar. Deve-se considerar que com a variação de T1 (800 rpm) para T2 (1100 rpm), houve um aumento de perdas por lascas, visto que a mesma é influenciada por este fator, desta forma houve uma elevação nas perdas de 51,35%, o que representa em termos econômicos em T1 (800 rpm) RS 19,68 t.ha-1 e em T2 (1100 rpm) RS 29,76 t.ha-1.
612 Figura 4 - Comparação das médias de perdas por lascas e perdas totais, em porcentagem, colhida em diferentes velocidades de rotação do exaustor primário (T1 - 800 rpm e T2 – 1100 rpm), em Duartina – SP.
Fonte: Autor, (2015).
CONCLUSÃO
De acordo com a análise dos dados expostos, pode-se concluir que a variação da rotação do exaustor primário em colhedoras de cana-de-açúcar exerce influência sobre as perdas classificadas como visíveis, principalmente nas perdas de lascas.
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