Capítulo 7. METODOLOGIA PARA ENSAIOS PADRONIZADOS DE … 7... · 2007. 11. 4. · BIOMASSA DE CANA-DE-AÇÚCAR: COLHEITA, ENERGIA E AMBIENTE T.C.C.RIPOLI & M.L.C.RIPOLI 115 Capítulo

BIOMASSA DE CANA-DE-AÇÚCAR: COLHEITA, ENERGIA E AMBIENTE T.C.C.RIPOLI & M.L.C.RIPOLI 115

Capítulo 7. METODOLOGIA PARA ENSAIOS PADRONIZADOS DE CARREGADORAS E

COLHEDORAS 7.1. Introdução

Até julho de 2004 não existia nenhuma norma padronizada pela ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas tratando de ensaios de carregadoras, cortadoras e colhedoras de cana-de-açúcar. Conseqüência desta realidade é o fato de que, cada pesquisador, instituição ou empresa envolvidas neste tipo de estudo, seja para fins de pesquisa ou de gerenciamento, vem adotando critérios metodológicos, na maioria das vezes, extremamente distintos, o que dificulta o confronto de resultados. Dessa forma, o presente capítulo oferece uma proposta de ensaios padronizados, com base na experiência dos autores, partindo de alguns critérios básicos consagrados na bibliografia genérica sobre máquinas agrícolas. Por outro lado, efetuar estudos de campo na cultura canavieira é um tanto mais complexo do que fazê-los em outras grandes culturas visto que a matéria-prima canavieira tem a característica da necessidade de ser processada na indústria, dentro de um menor espaço de tempo decorrido, entre a operação de colheita e o início do processamento industrial (esmagamento nas moendas). Tal condição implica em determinados cuidados não exigidos em culturas que permitem a estocagem in natura ou semiprocessada, como são as culturas de grãos, por exemplo. Independentemente do tipo de estudo que venha a ser realizado (desempenho de máquinas, perdas de matéria-prima, qualidade da matéria-prima colhida, ensaios de adubação, entre outros), regra geral, monta-se um delineamento estatístico, com n tratamentos, n repetições, n amostras, ou ainda n subamostras, dependendo da quantidade de variáveis desejadas, para análise. Pois bem, salvo honrosas exceções, tem-se observado, em diversas usinas (em atividades de acompanhamento do desenvolvimento da cultura ou de controle de desempenho de operações agrícolas) e em vários trabalhos publicados, um erro grosseiro na tomada de uma amostra ou subamostra, de qualquer material (sejam sobre colmos industrializáveis, sejam sobre perdas de material não colhido, qualidade do corte basal, nível de esmagamento dos rebolos, produtividade agrícola, nível de infestação de plantas invasoras, de pragas, quantidade de palhiço etc.). As áreas amostrais não tem sido, efetivamente, representativas, pois são definidas dentro de um certo padrão fixo adotado por uma dada usina, o qual é aplicado em toda a área agrícola, independente do espaçamento entre fileiras a que o talhão a ser analisado possui. Na realidade, para que cada área amostral possa a vir a ser representativa, independentemente do comprimento escolhido, ao longo da fileira de plantio, necessariamente a largura a ser adotada, tem que ser um múltiplo do espaçamento entre fileiras existentes no talhão. Somente assim, o que for determinado na área amostral poderá ser extrapolado para alqueire ou hectare. Ripoli et al. (2003) demonstraram este tipo de erro cometido utilizando-se de um exemplo que considera uma área amostral de 50m2, sendo 10m longitudinalmente em relação à fileira de plantio e 5m, transversalmente a essas fileiras. Não se considerando o espaçamento em que se encontra a cultura, essa área de 50m2, ao ser extrapolada para 1ha, representará sempre 8.000 metros de fileiras de plantio/ha, independente do espaçamento. Por sua vez, quando corretamente, considerar-se o espaçamento existente na área de estudo, a metragem de plantio/ha será totalmente diferente. Observa-se na Tabela 7.1 a margem de erro cometido, em função do espaçamento, quando este não é levado em consideração.


Tabela 7.1. Valores determinados para metros de fileira de plantio em função do espaçamento; metragem erroneamente extrapolada e percentual de erro de extrapolação para um ha, em função do espaçamento de plantio, quando este não é levado em consideração (Ripoli et al., 2003).

Espaçamentos de Plantio (m) Metros Reais de Fileiras de Plantio por Hectare

Metros Erroneamente Extrapolados por Hectare

% de Erros Obtidos nas Extrapolações

1,3 7.692,3 8.000 +3,4 1,4 7.142,9 8.000 +10,7 1,5 6.666,7 8.000 (6000) +20,0 (-10)

Como o espaçamento de plantio ideal para colheita mecânica é de 1,5m, (a fim de que os rodados das colhedoras e das unidades de transbordo, prejudiquem o menos possível as soqueiras), a não observância de uma correta amostragem, induz a um erro na extrapolação para um hectare que chega a 20% a mais ou a 10% a menos do real, dependendo do posicionamento da demarcação da área amostral. Isto significa que, todo um trabalho de investigação e determinações de variáveis de campo, que são demorados e custosos, não terá nenhuma confiabilidade, tanto para fins de pesquisa como para gerenciamento. Os valores determinados e extrapolados para hectare, pois, sempre serão maiores ou menores do que a área amostral realmente representa. A Figura 11 mostra, esquematicamente, os critérios errado e correto na demarcação de uma área amostral em um canavial, em espaçamento de 1,5m. 7.2. Desempenho operacional

Desempenho Operacional de colhedoras e, em particular, de colhedoras de cana-de-açúcar, segundo, ASAE (1983); Furlani Neto et al. (1977); Mialhe (1974); Mialhe & Ripoli (1976); Witney (1988), que tratam do assunto, é entendido como o conjunto de atributos que caracterizam o grau de habilitação da máquina para execução da operação de colheita, sob determinadas condições operacionais.

A caracterização do referido grau de habilitação, segundo Mialhe & Carraro Neto (1993), abrange vários aspectos e que podem ser reunidos nos seguintes grupos: a) Capacidade de colheita; b) Qualidade do processamento do produto; c) Funcionalidade mecânica e d) Ergonomia e segurança.

Ripoli (1986) apresenta a equação 7.1, que permite determinar a Capacidade Efetiva de carregadoras de cana-de-açúcar.

TTEMCLABCE ...6,3= (7.1.)

sendo: AB = percurso sobre o eito de colmos (m); CL = peso de colmos por metro de fileira de eito (kg/m); EM = Eficácia de Manipulação (%), ou seja, 100% menos as perdas (%); TT = tempo total consumido (s); CE = Capacidade Efetiva (t/h).

A equação 7.1 pode ser utilizada para ciclos operacionais, quando se deseja estudos mais acadêmicos, ou

então, para cada carga do transporte, em estudos mais expeditos. 7.2.1. Capacidade de colheita

Capacidade de colheita tem sido entendida como a quantidade de trabalho que um conjunto de máquinas (ou sistema mecanizado) ou uma colhedora isoladamente, é capaz de executar na unidade de tempo. Considerando-se a bibliografia disponível sobre esse assunto, o aspecto capacidade de máquinas colhedoras de cana-de-açúcar, fica convenientemente caracterizado por meio dos seguintes parâmetros:

• Capacidade Teórica • Capacidades Efetivas: Líquida (ou Calculada) e Bruta • Capacidade Operacional: de Jornada, e de Longo Termo


Capacidade de Campo Teórica – CT

Este parâmetro, revela a máxima quantidade de trabalho que uma, cortadora ou colhedora de cana-de-açúcar (válido também para carregadoras) é capaz de desenvolver na unidade de tempo, em função das características de projeto, principalmente, em relação a potência do motor, as dimensões de seus órgãos ativos e limites máximos de velocidade operacional.

A avaliação dessa variável exige uma análise detalhada do projeto da máquina, verificando-se os

critérios adotados no dimensionamento de suas partes constituintes. Trata-se de informações que interessam mais os projetistas e fabricantes de máquinas, do que ao usuário. Por essa razão, a avaliação da Capacidade Teórica poderá ser omitida da relação de itens considerados nos ensaios de Desempenho Operacional destas máquinas.

Capacidade Efetiva – CE

É a relação entre uma área (ou uma produção) obtida e o tempo efetivo decorrido na execução de determinada operação mecanizada. O tempo efetivo não leva em conta os tempos consumidos em: manobras de cabeceiras, interrupções para reabastecimento e manutenção, para regulagens, desembuchamentos e, ainda, descanso e refeições de operadores. Revela a máxima quantidade de trabalho que uma máquina é capaz de desenvolver, sob uma dada condição da cultura, num certo intervalo de tempo contínuo, durante o qual seus órgãos ativos receberam um fluxo, relativamente, uniforme de produto.

A Velocidade Efetiva de deslocamento (Ve) é a máxima velocidade que as máquinas conseguem desenvolver numa dada condição de campo. Sua magnitude é determinada por duas categorias de fatores:

• Fatores da máquina (Capacidade dos órgãos ativos, Capacidade teórica); características de torque e potência do motor; características das transmissões; aptidão do rodado para desenvolver tração (para autopropulsão) e da suspensão para trafegabilidade; posição do centro de gravidade, distância entre eixos e bitola, garantindo condição de estabilidade.

• Fatores de campo (condições de trafegabilidade do terreno, em relação ao microrelevo superficial e obstáculos, ou seja, quanto melhor a sistematização do talhão, melhores serão as condições para a máquina desempenhar sua atividade); características de relevo, em relação a declividade das rampas; condições de solo, em termos de resistência do recalque e cisalhamento; condições da cultura, em termos de resistência oferecida ao avanço da máquina. A quantidade de cana na fileira de plantio Df é a quantidade de colmos industrializáveis existentes por

unidade de comprimento da fileira de colmos colhida pela máquina. Sua magnitude é determinada por três categorias de fatores:

• Fatores varietais: capacidade de perfilhamento, comprimento e diâmetro de colmos, principalmente • Fatores ambientais: incluindo os associados ao solo (tipo, fertilidade etc.) e ao clima (temperatura,

radiação solar, precipitação pluviométrica) • Fatores de técnica de produção: abrangendo os relacionados com a forma de plantio (espaçamento, tipo

de sulco etc.), de cultivo (adubação, controle de pragas, tratos culturais) Capacidade Efetiva líquida ou Calculada1 - CEl

Diz-se Capacidade Efetiva Líquida ou Calculada, quando obtida por cálculos e tendo como base o parâmetro qualitativo denominado Eficácia de Manipulação.

100(%))..(.)..(

).(11

1 EMsmVNmkgDskgCE ensef

l

−−− = (7.2.)

6,3)..().( 11 −− = skgCEhtCE ll (7.3.)

sendo: Df = massa média de colmos na fileira por metro;

1 Capacidade Efetiva liquida = trata-se de parâmetro similar ao que Witney (1988) designa como commodity throughput capacity.


Ne = número de fileiras por eito colhido pela máquina; Vens = velocidade da máquina, na parcela padrão, durante o ensaio; EM = Eficácia de Manipulação (% de matéria-prima industrializável, disponível na parcela padrão, que a

colhedora foi capaz de recolher e processar, durante o ensaio). Capacidade Efetiva Bruta2 - CEb

A Capacidade Efetiva Bruta ocorre quando se considera diretamente a quantidade de material liberado no veículo de transporte, sem levar em conta as perdas no campo e a matéria estranha contida na carga recolhida.

)()().( 1

sTkgWskgCE

e

el =− (7.4.)

6,3)..().( 11 −− = skgCEhtCE ll (7.5.)

sendo: We = massa de produto colhida, lançada no veiculo de transporte, durante o ensaio Te = tempo cronometrado de ensaio, durante o qual recolheu-se a massa We

Capacidade Operacional – CO

É a razão entre a quantidade de matéria-prima colhida e o tempo disponível de operação da máquina, no campo. Leva em conta a somatória do tempo efetivo com a somatória de todos os tempos de interrupção que ocorreram durante a operação, numa dada jornada ou área trabalhada.

Em outras palavras, a CO revela a quantidade de trabalho que uma máquina é capaz de realizar funcionando sob determinadas condições de manejo de campo, durante um intervalo de tempo denominado tempo máquina (TM). Atualmente inúmeras usinas já possuem quantidades de áreas, adequadamente sistematizadas, onde ocorre a operação de colheita mecanizada, 24 horas/dia.

As Capacidades Operacionais de uma colhedora, cortadora ou carregadora de cana pode ser expressa pelas seguintes equações:

CO = área / TM (7.6.)

ou CO = q / TM (7.7.)

Sendo: q = massa de matéria-prima manipulada (cortada ou carregada)

O Tempo Máquina (TM), segundo Mialhe (1974) é expresso pela seguinte equação:

TprTITpeTm ++= (7.8.) sendo: Parcela Tpe – As atividades consumidoras do tempo, a serem consideradas no tempo de preparo são as seguintes: regulagem para entrar em serviço, quando constitui operação isolada e obrigatória, durante a seqüência do trabalho (por exemplo, giro do elevador quando esta operação exige parada da máquina, ao término de cada fileira); manutenção diária, incluindo os tempos de verificação do nível do óleo lubrificante nos reservatórios, a lubrificação com graxa, limpeza do purificador e pré-purificador de ar, substituição de lâminas de corte; limpeza da máquina, reposição de água no radiador, reposição do nível de lubrificantes, reabastecimento do tanque de combustível, de óleo hidráulico, lavagem da máquina. Parcela TI – As atividades consumidoras de tempo, a serem consideradas no tempo de interrupções, são subdivididas em:

• Tempo de interrupções periódicas – TIp (giros de cabeceira) • Tempo de interrupções eventuais – TIe (desembuchamentos)

2 Capacidade Efetiva bruta = equivalente ao que Witney (1988) designa como spot rate of work.


• Tempo de interrupções operacionais – TIo (para uma condição genérica, de uso extensivo da máquina, incluiria os tempos em que a máquina interrompe seu trabalho para aguardar chegada de veículos de transporte, por fatores climáticos, devido a tempo do operador (almoço, café); para ensaios, todavia, estes tempos não são considerados por não se relacionarem diretamente com o comportamento da máquina).

Parcela TPr = tempo de trabalho diretamente produtivo durante o qual os órgãos ativos atuam sobre os colmos de cana na fileira, ou seja, o tempo em que todos os órgãos ativos das máquinas estão atuando.

A definição do Tempo Máquina por meio da Equação 7.8, leva a uma outra equação para definir a Capacidade Efetiva:

rTPqCE = (7.9.)

Verifica-se, portanto, que a Capacidade Operacional (CO) dessas máquinas para cana-de-açúcar, assim como seu tempo disponível para trabalho (TM) é o produto de duas variáveis independentes, a saber:

• Variáveis relativas à máquina CE e TPr. • Variável relativa à administração do trabalho da maquinaria, EfC-(Eficiência de Campo).

Os valores assumidos por EfC dependem de uma série de fatores que, ao serem analisados em maior

profundidade, evidenciam estar intimamente associados aos critérios de administração do trabalho da maquinaria.

Devido a essas diferenças é importante distinguir-se Capacidade Operacional sob condição de ensaio, e Capacidade Operacional sob condição de uso extensivo.

Desde que a Capacidade Efetiva (CE) é a variável independente comum às duas situações, evidencia-se a importância de um tratamento preferencial a CE durante os ensaios dessas máquinas.

Capacidade operacional de jornada3 - COj

Diz-se Capacidade Operacional de Jornada, quando as medidas de massa de cana colhida e de tempo operacional referem-se ao de uma jornada de trabalho. Portanto, neste caso, incluem-se no tempo operacional, além daquele em que os órgãos ativos se acham executando a operação de colheita, os tempos de giros de cabeceiras, de troca de veículo de transporte, de desembuchamentos, de abastecimento e manutenção e de deslocamentos de um talhão para outro na área de ação da “frente de corte “4.

)()(

).( 1

hTtQ

htCOj

jj =− (7.10.)

sendo: Qj. = massa de cana colhida num dia de trabalho da máquina; Tj = duração da jornada da máquina.

Capacidade operacional de longo termo5 - COlt

Designa-se de Capacidade Operacional de Longo Termo, aquela em que a massa de cana colhida e o tempo considerado referem-se aos dados registrados em um ano agrícola, ou seja, a quantidade de cana colhida pela máquina durante o tempo total de uma safra.

3 Capacidade operacional de jornada = é um parâmetro de desempenho equivalente ao que Witney (1988) denomina de seasonal rate of work. 4 Frente de corte = nome que a prática de campo das usinas de açúcar consagrou para designar um conjunto de equipamentos, trabalhadores, veículos etc, que operam de forma interdependente e com relativa autonomia, numa área pré-estabelecida da lavoura executando a operação de colheita de cana-de-açúcar. 5 Capacidade operacional de longo termo = similar ao que Witney (1988) denomina de calendar rate of work, mas que leva em conta, no caso de cana-de-açúcar, a duração da safra na qual a máquina trabalhou.


sj

slt DhT

tQhtCO

).()(

).( 1 =− (7.11.)

sendo: Qs = massa de cana colhida pela máquina durante a safra; Ds = número de dias de safra no ano agrícola considerado.

7.2.2. Capacidade Efetiva de carregadoras - CEc

A Capacidade Efetiva de carregadoras de cana - CEc (t/h) é expressa pela massa (t) de matéria-prima (C) carregada no veículo de transporte, subtraindo-se a massa (t) de matéria estranha total (IT), em um período (H) de tempo (horas) no qual a máquina se encontra efetivamente realizando os ciclos operacionais,

multiplicados pela Eficácia de Manipulação (EM%). Em outras palavras, não são levados em conta nesta determinação outros tempos que compõe o que Mialhe (1974) conceitua como Tempo Máquina. Assim, tem-se:

(%).).( 1 EMH

ITChtCEc ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=− (7.12.)

Interpretação. A Capacidade Efetiva - CE, determinada sob condições de ensaio é conceitualmente diferente do que se costuma denominar na prática, e erroneamente, de "Rendimento" (ver Capítulo 2) ou Capacidade Efetiva Bruta. Esta última não leva em consideração a Eficácia de Manipulação das máquinas (ou seja, uma variável qualitativa), tratando-se de informação apenas quantitativa. A Capacidade Efetiva considerada nos ensaios, portanto, leva em consideração aspectos quali-quantitativos dessa variável.

O desejável é que a Capacidade Efetiva seja a maior possível, em função das características de projeto da máquina e das condições operacional de campo. Nesse particular são importantes dois fatores: a velocidade de deslocamento da máquina e a massa de colmos na fileira de plantio (ou no eito), como explicitado pela equação 7.1.

Furlani Neto (1977) realizou ensaios com a colhedora combinada MASSEY FERGUSSON modelo 201, em canavial com produtividade entre 83 e 90t/ha, verificando ser altamente significativa a correlação linear da Capacidade Efetiva Bruta e velocidade de deslocamento da máquina no eito, entre 0,86 e 1,89m/s (3,1 a 6,8km/h), de acordo com o seguinte modelo de ajuste:

).(.3285,42697,3).( 11 −− += smVhtCE ensb

Todavia, nos referidos ensaios, verificou-se, também, uma correlação linear entre velocidade operacional e perdas no campo (Pc), de acordo com o seguinte modelo de ajuste:

).(.03606,303228,0(%) 1−+−= smVP ensc

Além do efeito da velocidade da colhedora (basicamente uma função da disponibilidade de potência no motor e capacidade do sistema de limpeza), outro fator que influi diretamente sobre a capacidade da máquina é a presença das denominadas falhas de plantio. Segundo Mialhe & Carraro Neto (1993), o efeito desse fator sobre o desempenho de colhedoras é assunto que, até o momento, parece não ter sido convenientemente avaliado. Aliás, deve-se salientar que a preocupação com falhas nos canaviais é assunto que só recentemente vem merecendo a atenção de pesquisadores e técnicos de empresas canavieiras.

Entenda-se por falha como sendo uma distância horizontal, entre colmos consecutivos e/ou adjacentes na fileira, maior do que 0,5m, onde não ocorreu brotação. As falhas constituem interrupções abruptas no fluxo do material que é recolhido pelos mecanismos de corte das colhedoras. Assim, é de esperar que a falha no canavial como um fator de variabilidade do fluxo de material processado, tenha influência sobre o desempenho das colhedoras.

Eficiência ou Rendimento de campo (EfC), vem a ser a relação entre a Capacidade Operacional (CO) e a Capacidade Efetiva (CE), sendo expresso pela equação (7.13.):

100.CECOEfC = (7.13.)


Substituindo-se (7.9.) e (7.7.) em (7.13.), e simplificando, obtêm-se:

100.PrTMTEfC = (7.14.)

Assim, a Eficiência de Campo também pode ser designada como Eficiência de Tempo. As equações (7.13.) e (7.14.) permitem expressar CO e TM, das seguintes maneiras:

CO=CE.EfC (7.15.) e

TM=TPr.EfC (7.16.)

Para ensaios das máquinas citadas, o valor de EfC resulta dos valores assumidos por CE e CO, avaliados considerando-se determinadas condições, conforme especificado nas parcelas de tempo incluídas na determinação do Tempo Máquina.

Em relação aos parâmetros de desempenho, estes podem ser aplicados, de maneira genérica a qualquer tipo de equipamento agrícola e são fundamentais ferramentas no gerenciamento de sistemas mecanizados. Resumidamente, de posse dos valores obtidos, pode-se interpretá-los da seguinte maneira:

Quanto mais próximo uma CE estiver da CT, indica melhor utilização das características de projeto da máquina.

Quanto mais próximo uma CO estiver da CE, indica que melhor gerenciamento está ocorrendo na operação e/ou que houve melhor planejamento na formatação de talhões, sistema viário, sistema de abastecimento e manutenção e outros, levando-se a menores perdas de tempos de interrupções diversas.

Quanto maior for a EfC na operação, também demonstra melhor gerenciamento da operação ou do sistema mecanizado, como um todo.

Por fim, a bibliografia internacional a respeito destes conceitos apresentados ao longo deste tópico fornece, ainda, outras propostas, das quais, as mais encontradas em estudos são as de Mialhe (1974), da ASAE (1983), e a de Witney (1988). A Figura 25 apresenta as diferentes conceituações entre os três autores com o objetivo de se alertar o analista de qualquer trabalho envolvendo análise de desempenho de máquinas agrícolas. Nesta figura pode-se observar que, para uma mesma denominação de um dado parâmetro, sua maneira de determinação pode variar conforme o autor referenciado. 7.3. Qualidade do processamento da colheita

Durante o trabalho de colheita pela máquina, o material in natura das fileiras de colmos é submetido a um processamento que se inicia pela captação, corte e recolhimento, executados pelos mecanismos de corte e prossegue no interior da máquina, visando separar a matéria-prima industrializável (rebolos de cana, limpos) da matéria estranha mineral (terra, sílica, cinzas) e vegetal (ponteiros, folhas, palhas, raízes). O processamento do material pela colhedora termina quando os rebolos são lançados no veiculo de transporte.

O aspecto qualidade do processamento que ocorre no trabalho das colhedoras de cana, levando-se em conta a bibliografia especializada e as expectativas dos usuários dessas máquinas, fica adequadamente caracterizado quando abrangem os seguintes enfoques:

• perdas de matéria-prima industrializável no campo (visíveis e invisíveis); • qualidade da limpeza da matéria-prima (no veiculo de transporte), no final do processamento; • qualidade tecnológica da matéria-prima obtida.

Perdas visíveis de matéria-prima

As perdas visíveis representam a massa de matéria vegetal, cujo conteúdo em açúcar a qualifica como "matéria-prima industrializável", que fica no campo após a passagem da máquina. Estas perdas de matéria-prima podem ser determinadas por dois métodos: direto e analítico.

No método direto, demarca-se uma certa área no terreno, depois de efetuada a colheita, e procede-se a catação manual de todas as frações que não foram colhidas (canas inteiras ou em pedaços amassados/estraçalhados, pedaços de cana agregados a ponteiros, rebolos lançados fora e tocos altos deixados


por deficiências no corte basal). A seguir, procede-se a pesagem do material recolhido, de preferência, separadamente, utilizando-se de uma balança, dinamômetro ou célula de carga.

No método analítico, as perdas são avaliadas confrontando-se a quantidade de matéria-prima industrializável, contida no produto in natura (determinada por amostragem, por meio de corte manual cuidadoso das fileiras de colmos à fileira a ser cortada mecanicamente), e aquela recolhida no veiculo de transporte, determinada por catação manual na carga, vertida sobre uma lona.

Em ambos os métodos, alguns pressupostos devem ser considerados para aceitá-los como experimentalmente precisos. No método direto, por exemplo, é necessário admitir que o pessoal tem suficiente habilidade para remover da área demarcada e separar todas as porções de matéria-prima industrializável, mesmo a de pequenas dimensões ou aquelas associadas a ponteiros e tocos. Já no método analítico, o pressuposto básico é considerar que as fileiras adjacentes a parcela de ensaio apresentam características vegetativas idênticas as do eito. Neste caso, algumas informações adicionais sobre as características vegetativas nessas fileiras, podem dar maior consistência à hipótese da uniformidade entre fileiras de amostragem e fileiras da parcela padrão de ensaio. Estas informações podem ser: a) massa média de colmos (número de colmos por metro de fileira); b) falhas na linha (% de falhas, número de falhas e tamanho médio das falhas) e c) porte dos colmos (percentagem de colmos em pé, acamados e tombados) conforme mostrado na Figura 17.

A principal desvantagem da determinação de perdas pelo método analítico, é que por ele apenas se estima o valor total. No método direto é possível separar-se as várias porções da perda total, o que permite identificar pontos críticos na máquina ou na técnica de seu manejo, orientando modificações a serem realizadas. Limpeza do produto colhido

É comumente representada pelo teor de matéria estranha que acompanha a matéria-prima industrializável recolhida no veiculo de transporte ou de transbordo. Os autores que tratam de ensaios de colhedoras de cana, freqüentemente utilizam-se de um parâmetro denominado Índice de Matéria Estranha ou erroneamente, de Índice de Impurezas6, e que pode ser subdividido em:

• IMM = Índice de matéria estranha mineral • IMV = Índice de matéria estranha vegetal superior • IW = Índice de material não selecionável • IT = Índice de matéria estranha total (somatória das anteriores)

Qualidade tecnológica da matéria-prima

Sob essa designação, entende-se como sendo as características do produto colhido que o tornam enquadrável nos padrões de qualidade da matéria-prima. Segundo Stupiello et al. (1971), essa qualificação é expressa pelos seguintes parâmetros tecnológicos principais:

• Brix: 18,0% (mínimo); • Pol: 14,4 a 15,3% (mínimos para início e fim de safra); • Pureza: 80 a 85% (mínimos para início e fim de safra).

Tratam-se de informações que, para a avaliação da qualidade do processamento realizado pela

colhedora, devem ser levantadas em dois momentos: • na fileira de corte, antes da passagem da máquina. • na carga do veiculo de transporte (pela sonda da usina)

6 O termo “impurezas” está mais relacionado com aspectos tecnológicos da matéria-prima, tais como, a presença de cinzas e outros compostos químicos do caldo processado na indústria. Diz respeito à “pureza”, conforme Stupiello et al. (1971)


O confronto desses dados possibilita julgar o efeito do corte mecânico sobre a matéria-prima. Entre os parâmetros considerados, existem aqueles que são avaliados por mensurações laboratoriais em amostras de colmos e outros que são avaliados por cálculos. São as seguintes às determinações realizadas diretamente sobre as amostras de colmos: Brix do caldo; Pol do caldo e Fibra % cana. 7.3.1. Eficácia de Manipulação

A Eficácia de Manipulação de carregadoras de cana (EMc%) é obtida pela relação entre a massa q(kg) de colmos industrializáveis já cortados e depositados na forma de eitos e a quantidade Q(kg) desse material carregado e colocado na unidade de transporte.

100.(%) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

QqEMc (7.17.)

Para o caso de máquinas cortadoras, a eficácia de Manipulação (EMo%) é expressa pela relação entre a

quantidade (kg) de colmos industrializáveis cortados e colocados no eito (qo) ,e a soma das quantidades desses colmos com frações de colmos remanescente na soqueira (cr) e colmos não colocados sobre o eito (ci).

100.)(

(%) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

=cicrqo

qoEMc (7.18.)

A Eficácia de Manipulação de colhedoras combinadas (EM %) vem a ser a relação entre a quantidade (Tc) de rebolos de colmos colocados na unidade de transporte e a quantidade (TC) de colmos existentes na fileira de plantio, in natura, ou seja:

100.(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

TCTcEMt (7.19.)

No caso destas máquinas, a quantidade de colmos industrializáveis (na forma de rebolos) no veículo de

transporte (Tc) é função, também das perdas ocorridas (Pc), de maneira que: cPTCTc −= (7.20.)

Substituindo-se (7.15) em (7.14) e efetuando-se as simplificações, obtém-se:

100.1(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

TCPEM c (7.21.)

Nas determinações visando avaliar a Eficácia de Manipulação, Mialhe & Ripoli (1976) preconizam, pelo

menos, a execução de seis repetições para cada tratamento a ser aplicado. Entende-se por repetição o enchimento total, ou parcial, de uma unidade de transporte, o que podem ou não significar a ocorrência um ciclo operacional.

Na equação (7.21.) quando o valor de Pc tende para zero, a Eficácia de Manipulação aproxima-se do valor máximo de 100. Trata-se, portanto, de um parâmetro que caracteriza a eficácia com que a máquina corta, processa e carrega no veículo de transporte, a matéria-prima que se encontra na parcela de ensaio. Além disso, é uma medida da perda total de matéria-prima industrializável e que pode ser expressa em termos percentuais (Pc%) como:

(%)100(%) EMPc −= (7.22.)

Interpretação. A Eficácia de Manipulação é o parâmetro que qualifica a operação de retirada da matéria-prima do campo, seja via carregamento mecânico ou por colhedoras. Quanto maior for a EM, melhor será o comportamento da operação. Este parâmetro reflete, em termos práticos, a quantidade de perdas de matéria-prima industrializável que permaneceu sobre as fileiras e entre fileiras de plantio, após a ação da máquina. Essa quantidade remanescente é denominada de perdas do carregamento ou perdas visíveis de colheita. Associando-se o valor obtido, em percentagem, da EM com a produtividade física da cultura, obtém-se a massa de matéria-prima industrializável não carregada ou não colhida, por unidade de área.


7.3.2. Índice de Ponteiros - IP (%)

O Índice de Ponteiros – IP (%) é uma razão entre a soma da quantidade (kgf) de ponteiros livres na carga (PL) e a quantidade de ponteiros (ou suas frações) aderidos aos rebolos ou colmos (PA) e a quantidade C (kgf) correspondente a matéria-prima, na unidade de transporte. Essa matéria-prima é constituída de colmos (inteiros, fracionados, rachados ou em rebolos) industrializáveis e de matérias estranhas diversas calculadas por:

IP (%) = (PL + PA / C).100 (7.23.)

7.3.3. Índice de Folhas e Palhas – IF (%)

O Índice de Folhas e Palhas – IF (%), analogamente, vem a ser a relação entre a quantidade de folhas e palhas (Tf) e a quantidade C(kgf) de matéria-prima na unidade de transporte, ou seja:

100.(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

CTfIF (7.24.)

7.3.4. Índice de Raízes – IR (%)

O IR (%) expressa, em percentagem, a massa de raízes - IR(%), contida na carga C. E obtido por:

100.(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

CRIR (7.25.)

7.3.5. Índice de Matéria Estranha Vegetal – IV (%)

Este Índice expressa o significado conjunto dos três Índices anteriores e representa a quantidade

total de matéria estranha vegetal que acompanha os colmos ou rebolos industrializáveis, na unidade de transporte, ou seja:

V (%) = IP (%) + IF (%) + IR (%) (7.26.)

7.3.6. Índice de matéria Estranha Mineral – IM (%)

O Índice de Matéria Estranha Mineral é a relação entre a quantidade t (kg) de terra que acompanhou a matéria-prima-C (kg), na unidade de transporte, ou seja:

100.(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

CtIM 7.27.)

7.3.7. Índice de Material Não Selecionado – IW (%)

Este Índice é resultante do processo e do grau de detalhamento da separação da amostra de matéria-prima retirada da carga da unidade de transporte, e que, devido ao pequeno tamanho de seus componentes não permite a separação e qualificação, ou seja:

100.(%) ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

CWIW (7.28.)

7.3.8. Índice de Matéria Estranha Total – IT (%)

O Índice de Matéria Estranha Total (IT%), é a soma dos IV (%), IM (%) e de IW (%), calculados pelas equações (7.26.), (7.27.) e (7.28.). Representa o total de material que não deveria ter sido carregado e transportado juntamente com os colmos ou rebolos industrializáveis:

IT (%) = IV (%) + IM (%) +IW (%) (7.29.)

Atualmente, a determinação desses índices é facilitada pelo uso da sonda amostradora na usina (Figura 62). Por força de regulamentação governamental sobre o pagamento de cana-de-açúcar por qualidade, existe em


cada unidade agro-industrial canavieira um laboratório de maneira a atender o sistema de pagamento da matéria-prima em função de seu teor de sacarose. O procedimento a ser seguido é o padrão preconizado de retirada, pela sonda, de três amostras em diferentes posições relativas da carga, num plano horizontal. As amostras são juntadas em uma única, composta, na qual se efetua a separação manual e determinação da proporção centesimal, em massa (kg), de cada componente. Associando-se o valor obtido, em percentagem, do Índice de matéria estranha vegetal ou mineral, ou ainda, de matéria estranha total, com a produtividade física da cultura, obtém-se a massa de material vegetal, mineral ou material estranho total que acompanhou a matéria-prima.

Está em discussão, no meio canavieiro, a questão referente a quantidade de pontos amostrais e do procedimento de penetração da sonda nas cargas. Discute-se o efeito de sondas com penetração vertical ou em diagonal na massa da carga, como é o caso da sonda fabricada pela MOTOCANA (Figura 69). Interpretação. Os vários índices que compõem o Índice de Matéria Estranha Total devem apresentar os menores valores possíveis face as condições de campo. Por exemplo, um Índice de Ponteiros elevado indica que:

• a rotação do exaustor da colhedora não está adequado para a variedade em colheita (massa específica de ponteiros e de rebolos);

• na operação de carregamento houve muito arraste de ponteiros que se encontravam sob o eito e/ou ocorreu desponte inadequado por parte de trabalhadores braçais ou pelas máquinas cortadoras;

• na operação de colhedoras o despontador foi posicionado muito acima do desejado, em relação a altura média do canavial.

Quanto ao Índice de Folhas e Palhas, se for elevado indica que a queima de pré-colheita foi ruim e que

os mecanismos de limpeza das colhedoras foram inadequados para separar esse material naquela condição. Por sua vez, um Índice de Raízes elevado demonstra que o operador posicionou os discos de corte basal com excessiva penetração no solo ou o talhão apresentava inadequada sistematização. Elevado Índice de Matéria Estranha Mineral pode originar-se de duas causas, simultâneas, ou não:

• as soqueiras encontravam-se em sulcos não nivelados, obrigando o operador a penetrar os discos de corte basal a fim de diminuir as perdas de frações de colmos na soqueira.

• mesmo em sulcos nivelados ocorreu excessiva penetração desses discos no solo.

7.3.9. Freqüência de comprimento dos rebolos

Esta avaliação se aplica, evidentemente, às colhedoras combinadas, que picam os colmos, em rebolos. Deve-se tomar, ao acaso e no mínimo, 200 rebolos da carga da unidade de transporte e determinar o tamanho de cada um, com precisão de 0,5cm, obtendo-se, posteriormente, uma poligonal de freqüência, com intervalos de 5 ou de 1cm (Figura 17). Esta avaliação é fundamental quando se utiliza a colhedora no corte de cana para plantio mecanizado (figura 110), quando os rebolos vão alimentar plantadoras cujo mecanismo dosador é sensível ao tamanho desse material. Interpretação. A freqüência de comprimento dos rebolos deve apresentar variação menor possível, a fim de caracterizar adequado sincronismo dos mecanismos de corte e condução da máquina. Quanto menor for a variabilidade na distribuição dessa freqüência, melhor atributo deve ser conferido a máquina. O tamanho dos rebolos irá refletir na densidade da carga, no transporte e na velocidade de deterioração da matéria-prima. Quanto menores forem os rebolos, maiores densidades de carga serão obtidas, porém com aumento da possibilidade de deterioração da matéria-prima e maiores perdas invisíveis ocorrerão. 7.3.10. Índice de Cisalhamento dos rebolos – Iz (%)

No subsistema de colheita de cana picada, é desejável que os rebolos sejam obtidos por adequado cisalhamento dos colmos no picador da colhedora. Nesse sentido, algumas máquinas apresentam mecanismos picadores especialmente projetados para reduzir o estraçalhamento dos colmos na região de corte, como é o caso do mecanismo ilustrado pelo desenho da Figura 22.

Sincronismo inadequado entre a velocidade angular desse órgão e a velocidade com que os colmos o atravessam e/ou afiamento inadequado das lâminas cortantes podem ocasionar corte impróprio, provocando trincas, rachaduras e estraçalhamento das extremidades dos rebolos. Também, o corte deficiente pode ser função da variedade da cana. Na avaliação da qualidade do corte são utilizados os mesmos rebolos referidos no item anterior, realizando-se a inspeção visual e separação dos que apresentam algum tipo de rachadura, trinca ou


esfarelamento nas extremidades. Posteriormente determina-se a percentagem, em peso ou em unidades dos rebolos com extremidades danificadas (Figura 17). Interpretação. Valor acima de 95% de rebolos com cisalhamento adequado caracteriza o correto funcionamento dos mecanismos de corte basal e de fracionamento dos colmos. Abaixo deste valor, recomenda-se a substituição das facas. 7.4. Requisitos mínimos e máximos para colhedoras combinadas

A Tabela 7.2. apresenta níveis de requisitos de Desempenho Operacional para certificação das colhedoras combinadas de cana-de-açúcar, com base nos dados obtidos em inúmeros ensaios de campo realizados no Brasil, tanto em trabalhos técnicos como de pesquisa. 7.5. Ensaios complementares

Os ensaios de avaliação de desempenhos operacionais, já descritos nos subtítulos anteriores, são complementados por outros ensaios que acrescentam outras informações, necessárias ao adequado julgamento dos atributos do espécime, visando tomadas de decisão. Destacam-se os seguintes: caracterização ponderal e dimensional; consumo de combustível; consuntibilidade de componentes e ergonomia e segurança. 7.5.1. Caracterização ponderal e dimensional

Conforme descrito anteriormente, trata-se da caracterização de atributos resultantes da interação entre dimensões e distribuição de massa do espécime submetido a ensaio.

No caso das colhedoras de cana suas dimensões gerais, mostradas na Figura 23, determinam o espaço ocupado no galpão onde se alojam nos períodos de intersafra. A bitola do rodado motriz (BT) e a distância entre eixos (De) são dimensões que, articuladas com a posição do centro de gravidade (CG), determinam suas condições de estabilidade em terrenos acidentados, como indica o desenho da Figura 19.

Na caracterização dimensional, destaca-se o ensaio para avaliação do raio e espaço de giro. Estas constituem informações básicas para se avaliar as exigências de espaço para manobras da máquina nos carreadores, quando em operação, e nos pátios de galpões de alojamento, quando fora de operação. A metodologia para o levantamento dessas informações consta, basicamente de:

• Em terreno plano e superfície compactada, deslocar a máquina em velocidade reduzida, com o volante de direção totalmente estercado, com e sem aplicação dos freios independentes (se forem assim disponíveis na máquina).

• Observar no chão as marcas dos pneus mais externos e medir o diâmetro (d) do círculo descrito, tomando dois pontos diametralmente opostos, no centro do rasto: d/2 é a dimensão do raio de giro.

• Durante a operação do item anterior, verificar qual o ponto da estrutura ou da carenagem da máquina que se desloca mais externamente ao círculo de giro; medir o diâmetro (D) do círculo descrito por esse ponto usando três balisas, duas diametralmente opostas, e uma no centro do circulo de giro já demarcado: D/2 é a dimensão do espaço de giro.

Tabela 7.2. Requisitos mínimos (a) ou valor máximo (b) relativos aos parâmetros de desempenho operacional de máquinas

envolvidas nos subsistemas de colheita de cana-de-açúcar, para fins de tomada de decisão. Parâmetros Em Cana Queimada

(%) Em Cana Crua

(%) Eficácia de Manipulação (a) 96,0 94,0 Índice de Ponteiros (b) 1,0 2,0 Índice de Folhas e Palas (b) 1,0 3,0 Índice de Raízes (b) 0,5 0,5 Índice de Matéria Estranha Vegetal (b) 3,0 5,0 Índice de Material não Selecionado (b) 0,5 0,5 Índice de Matéria Estranha Mineral (b) 1,5 1,5 Índice de Matéria Estranha Total (b) 5,0 8,0 Freqüência do Comprimento dos Rebolos (a) 95,0 95,0 Índice de Cisalhamento (b) 95,0 95,0 Capacidade Efetiva (a) 40t/ha 30t/ha


7.5.2. Consumo de combustível

O consumo de combustível das colhedoras é um dos principais itens formadores do custo operacional da máquina e, constitui um indicativo da eficiência do processo de conversão de energia do sistema mecanizado utilizado, na operação de colheita. A mensuração do consumo pode ser feita por meio de um dispositivo bastante simples, como o mostrado na Figura 101, ou por equipamentos especializados disponíveis no mercado de instrumentos de mensuração de fluxo.

Designa-se Consumo Horário Efetivo (CHe) o consumo de combustível precisamente medido no intervalo de tempo de realização de um ensaio. Diferencia-se do Consumo Horário Operacional (Cho) pelo fato deste ser medido após a jornada de trabalho e, portanto, constituindo-se numa média geral de consumo sob a ação de várias situações de operação da máquina durante a jornada. Em ambos os casos, embora o volume (ou massa, dependendo do tipo de medidor) de combustível medido sempre seja "consumo médio", os resultados de várias determinações de CHe (litros por hora), durante o trabalho da máquina na parcela de ensaio, poderá ser tratados estatisticamente (média, desvio padrão etc.).

Como uma dada variação de consumo, para certa condição de débito da bomba injetora do motor, corresponde a uma variação na potência solicitada, então a variação do consumo horário efetivo entre a operação em vazio7 e aquela nas fileiras de corte, é uma forma de se avaliar, com razoável aproximação, a comumente designada “potência de atrito” da colhedora.

Conhecendo-se as curvas de desempenho do motor da máquina e a rotação de trabalho, têm-se condições de conhecer o consumo específico ponderal (CEp), conforme exposto por Mialhe (1996).

Assim, a potência de atrito da colhedora (PAc) pode ser avaliada, aproximadamente, por:

p

vc CE

dCHPA .= (7.30.)

sendo: PAc = potência de atrito estimada (kW); CHv = consumo horário efetivo em vazio (L/h); d = densidade do combustível (g/L); CEp = consumo específico ponderal (g/kWh).

De forma semelhante, a potência em serviço8 da colhedora (PSc) também poderá ser avaliada,

aproximadamente, aplicando-se a equação (7.30.) mas substituindo-se CHv por CHe. Todavia, para uma precisa avaliação das potências desenvolvidas na colhedora, há necessidade se de instrumentar a máquina, utilizando-se de conjunto de torciômetro e tacômetro instalado entre o volante do motor e as polias de acionamento dos sistemas de transmissão e/ou bombas hidráulicas ou, ainda, adotando-se a técnica de avaliação da potência desenvolvida no motor através da mensuração da variação da temperatura dos gases de escapamento, como descrito por Souza (1987).

Outro aspecto do consumo de combustível, de particular importância nas máquinas com transmissão hidrostática, é o comportamento dessa variável em função da velocidade de deslocamento e da pista de rolamento, como exemplifica o gráfico da Figura 25. As curvas apresentadas neste gráfico mostram o comportamento da colhedora com transmissão hidrostática, operando em vazio, em termos de consumo de combustível. Sobre essas curvas podem-se dispor os pontos relativos ao consumo horário em operação, na respectiva velocidade de deslocamento, para se proceder às comparações entre as duas situações de consumo. 7.5.3. Desgaste de componentes

O desgaste de componentes é um aspecto do desempenho operacional da colhedora que diz respeito ao tempo de duração de determinados órgãos ativos ou auxiliares que, em função da condição de

7 Consumo em vazio: consumo de combustível apresentado pelo motor da colhedora quando ela desloca-se fora do sito de corte, com todos os órgãos ativos em funcionamento. Representa a quantidade de combustível consumida para vencer resistências passivas que se opõem à movimentação dos órgãos ativos e ao deslocamento da máquina em vazio. 8 Potência em serviço = solicitação global de potência do motor, numa dada condição especifica de trabalho no eito de colheita, estimada direta ou indiretamente,


trabalho ou da natureza da operação que executam, estão sujeitos a taxas diferenciadas de desgaste9. O desgaste, quando associado ao tempo de uso, determina o que poderia ser denominado de vida útil

(VU) do elemento considerado. Por outro lado, quando se associa o desgaste com dados operacionais, obtém-se a denominada taxa de desgaste (TD). Enquanto a VU estabelece os prazos de substituições de componentes consumptíveis (com reflexos sobre os gastos operacionais que compõem o custo-hora da máquina), a TD avalia a adequação do componente para a função, em termos de resistência ao desgaste sob dadas condições de uso.

No caso de colhedoras de cana, os componentes mais importantes em termos de consumptibilidade são as facas dos discos de corte basal e do picador de colmos, dos elos das correntes dos elevadores, além dos mecanismos do sistema de transmissão os discos de corte, face ao trabalho em exposição direta com partículas abrasivas de solo.

Facas de corte basal

O ensaio deste componente deve incluir a determinação da composição química do aço (quando não fornecida pelo fabricante) e a análise metalográfica (profundidade de têmpera e dureza superficial do gume), além da caracterização da faca nova e com desgaste a diferentes tempos de uso. O desgaste é caracterizado pela alteração do perfil do corte, levantado num perfílômetro (equipamento de Laboratório de Controle de Qualidade de empresas fabricantes de equipamentos). A Figura 22 mostra um desenho com o resultado de análise de desgaste em função de horas trabalhadas.

Além da variação dos perfis dos gumes, o desgaste é avaliado pelas perdas de material, que

determina uma redução de massa da faca. Sua determinação pode ser feita por pesagens das facas a determinados intervalos de tempo de uso. De uma maneira geral, a correlação entre desgaste e tempo de uso se ajusta a modelo linear, onde a declividade da reta de regressão representa a taxa de desgaste (TD) expressa em g/h. Com base nessas informações de desgaste das facas e na verificação da forma do corte deixado nas soqueiras, pode-se estabelecer a vida útil (horas de uso) das facas, para dada condição de solo, ou ainda, por tonelagem de matéria-prima colhida.

Correntes dos elevadores e das transmissões externas

A consumptibilidade dessas correntes é observada pelo afrouxamento das mesmas, em função do aumento das folgas nas articulações de seus componentes. Assim, a caracterização do desgastes neste caso é feita por meio da mensuração dessas folgas ao longo do tempo de uso da máquina.

Considerando-se o desenho da Figura 26 pode-se estabelecer, segundo Mialhe & Carraro Neto (1993), as seguintes mensurações básicas nos elos das correntes:

• I = espaçamento interno mínimo entre buchas de elo usado (em peça com desgaste e folga entre pino e bucha, após “x” horas de uso);

• Ln = distância de centro a centro de pinos de elo novo (em peça nova); • Lu = distância de centro a centro de pinos de elo usado (em peça com “x” horas de uso); • N = espaçamento interno entre buchas de elo novo (em peça nova); • E = espaçamento interno máximo entre buchas de elo usado (em peça com “x” horas de uso); • Db = diâmetro da bucha de elo novo (em peça nova); • Deb = diâmetro externo da bucha do elo usado (em peça com “x” horas de uso).

A partir do desenho da Figura 26 as seguintes equações podem ser estabelecidas:

Ln = N + Db + F (7.31.) sendo:

F = a folga entre pino e bucha na peça nova (folga de fábrica).

9 É claro que o termo "consumptibilidade" poderá ser estendido à deterioração por uso, em componentes nos quais o desgaste não assume diretamente a forma de perda de massa. É o caso, por exemplo, das baterias que suprem de energia o sistema elétrico e das correias de transmissão de movimento dos órgãos ativos da colhedora. Nesses casos, não se trata propriamente de "consumptibilidade", mas de "vida útil", embora os conceitos possam parecer bastante similares.


Considerando-se, no elo usado, as duas posições para as buchas em relação aos respectivos pinos, tem-se:

Lu = deb + I (7.32.)

Lu = deb + E - (F + fd) (7.33.) Sendo:

fd = folga da corrente devida ao desgaste.

A partir de (7.32.) e (7.33.) obtém-se: E – I = F + fd (7.34.)

Utilizando-se as equações (10.30) e (10.33.) chega-se a seguinte equação:

Fd = (E + N + Db) - (I + Ln) (7.35.)

É evidente que o desgaste dos elos das correntes, causando seu alongamento, irá prejudicar as condições de engrenamento dos dentes das rodas que as movimentam. Isso pode exigir, além da regulagem dos esticadores e/ou a retirada de elos, a substituição da própria corrente a fim evitar sua ruptura quando a máquina acha-se em operação de campo. Uma parada nessas condições imobilizará toda a “frente de corte” acentuando os prejuízos e, assim, a avaliação da vida útil média das correntes assume grande importância nos ensaios das colhedoras combinadas. A mensuração das variáveis indicadas no equacionamento, em função de um certo número de horas de operação da colhedora sob condições de ensaio, fornecerá os elementos para avaliação da vida útil destes componentes.

7.5.4. Ergonomia e segurança

Trata-se de avaliar os aspectos de desempenho operacional associados com o grau de adequação do posto de trabalho10 às características antropométricas, fisiológicas e de segurança do operador da máquina, assim como de riscos em relação a terceiros, quando em operação no talhão de cana ou em trânsito nas estradas. A avaliação destes aspectos num ensaio de colhedora envolveria, no mínimo, a execução das seguintes determinações:

• Campo visual do operador. Seguindo, em linhas gerais, a Norma ISO 5721/81 Agricultural tractors: operator´s field of vision.

• Ensaio de avaliação do nível de ruído, tendo por base a Norma ISO 5131/82 -Measurement of noise at the operator's position-survey method (Acoustics-Tractors and machinery for agricultural and forestry).

• Determinação das dimensões do posto do operador, conforme a Norma ISO TR-3778/78 – Agricultural tractors - Operator's seating accomodation - Dimensions. Todas as colhedoras de cana picada disponíveis no mercado internacional possuem o ambiente (cabine)

do operador de forma tal que impossibilita a visualização da ação do corte basal, concorrendo para imperfeições neste tipo de ação das máquinas com conseqüentes maiores desgastes das facas, aumento de matéria estranha mineral na carga e aumento na destruição de soqueiras. 7.6. Detalhamento de ensaio de campo padrão

Seja qual for o subsistema de colheita adotado, as condições de campo irão refletir, com bastante ênfase, no seu Desempenho Operacional. Dentre inúmeros fatores de campo, os principais e que merecem atenção são: características morfofisiológicas das variedades; estado (porte) do canavial; espaçamento de plantio; umidade e tipo de solo (quanto a sua granulometria); sistematização do terreno, condição e comprimento das fileiras de plantio; estado dos carreadores; formato e área dos talhões e declividade do terreno.

10 Posto de trabalho = designação dada em Ergonomia ao conjunto de elementos que formam o ambiente no qual se instala o operador da colhedora.


Para a realização de qualquer ensaio padronizado de máquinas envolvidas em um subsistema de colheita deve-se ter em conta as condições mais próximas das ideais como parâmetro referencial, além de operadores devidamente habilitados. É freqüente, observar-se na prática, que profissionais que trabalham em unidades agroindustriais, escolhem áreas para testar uma nova máquina, sem este cuidado, o que leva a perda de tempo e de dinheiro, pois os resultados obtidos não serão confiáveis a ponto de permitir uma tomada de decisão adequada. Os desenhos das Figuras 14 e 24 mostram, entre outros, os órgãos ativos que também exercerão influência na qualidade da matéria-prima colhida.

As condições ideais para um campo de ensaio de colhedora são, em linhas gerais, as seguintes: variedades com sistema radicular o mais profundo possível; porte do canavial tendendo para ereto; produtividade de colmos industrializáveis entre 80 a 100t/ha; espaçamento de plantio (o ideal com 1,50 m) compatível com a bitola da máquina; soqueira nivelada em relação a entre-fileiras de plantio; comprimento das fileiras de plantio, no mínimo, por volta de 200m; carreadores nivelados em relação ao talhão, talhão de formato retangular e com declividade não superior a 12% (preferencialmente, até 3 a 4%). Estas devem ser as condições de campo para que o espécime submetido a ensaio tenha condições de exteriorizar todo seu potencial de desempenho efetivo. 7.6.1. Caracterização das condições da área de ensaio

Como a condição do canavial tem grande influência no desempenho operacional das máquinas utilizadas nos subsistemas descritos, há necessidade de completa caracterização dessas condições, antes da entrada em ação da máquina a ser ensaiada. Os procedimentos e os materiais utilizados nos ensaios dos diversos tipos de equipamentos (carregadoras, cortadoras, colhedoras) disponíveis para o subsistema de colheita de cana, são, regra geral, os mesmos. As diferenciações ocorrem na definição de ciclo operacional e na condição da matéria-prima a ser manipulada (a ser cortada, a ser carregada ou a ser colhida por ocasião dos ensaios).

As principais variáveis que caracterizam as condições de um campo de ensaio de colhedora de cana e como amostrá-las, de acordo com Ripoli et al. (1977), são:

Comprimento médio e diâmetro dos colmos

Demarcar, casualizadamente, e em diferentes fileiras de plantio, no mínimo, cinco distâncias de l metro. Em cada uma delas obter as medidas de diâmetro e de comprimento dos colmos industrializáveis.

O diâmetro deve ser obtido no quarto internódio basal e o comprimento deve ser tomado a partir da extremidade inferior do primeiro internódio basal (rente ao solo) até o primeiro dew-lap visível na folha do colmo. Obter, para cada uma dessas duas determinações suas médias aritméticas. O desvio padrão aceitável é de 20%. Densidades médias de colmos e de matéria estranha vegetal, por metro linear.

Demarcar em fileiras de plantio, ao acaso, 20 distâncias de 10m cada uma. Proceder a colheita manual, em separado de cada um delas. Realizar o desponte e eliminar eventuais folhas e palhas aderidas aos colmos. Anotar o número de colmos industrializáveis contidos e determinar a massa correspondente em cada repetição. Obter a massa de ponteiros, de folhas verdes e de palhas, separadamente. Para cada uma dessas três frações, determinar entre as repetições, a média aritmética e o desvio padrão. Para a fração colmos, um desvio padrão de 15% é aceitável. Para as demais frações, se aceita 20%. Porte do canavial

O porte do canavial diz respeito à posição relativa e a quantidade em que os colmos se apresentam em relação ao terreno (Figuras 17 e 88). Em cada amostra anotar o número de colmos industrializáveis, em cada condição e contidos na distância (um metro) abrangida pela base do triângulo disposto longitudinalmente na fileira de plantio. De posse da contagem e qualificação dos colmos determinar suas respectivas percentagens. A condição que apresentar maior percentagem definirá o porte do canavial. Qualidade da queima

Considerações a respeito deste aspecto já foram efetuadas, todavia, com a tendência atual de colheita mecânica ocorrer, cada vez mais, em cana crua, esta determinação passa a ser desnecessária.


Umidade do solo

Quanto maior for a umidade do solo por ocasião do carregamento ou da colheita mecânica, maior será a probabilidade de arraste desse material juntamente com a matéria-prima, aumentando, assim, a quantidade de matéria estranha mineral. Portanto, deve-se realizar tal determinação a fim de que se tenha um referencial a esse respeito. Ao acaso, deve-se tomar 10 amostras de solo abrangendo a profundidade de 0 a 10cm, o mais próximo possível da fileira de plantio e logo após a passagem da máquina. Utilizar o método de determinação gravimétrico padrão, com base na massa de solo seco em estufa à temperatura de 105 a 110ºC, até se obter massa constante das amostras. Granulometria e classe textura do solo

Utilizando-se das mesmas amostras de solo referidas no item anterior procede-se estas determinações, partindo-se de uma amostra composta originada da mistura e homogeneização das amostras originais e de acordo com Steel & Bradfield (1934) para a obtenção da fração argila. A obtenção da fração areia ocorre por peneiramento úmido (peneira 270, diâmetro de 0,053mm) e a seguir fracionada por peneiramento a seco. Com base nos dados obtidos determina-se a classe textural do solo, conforme recomenda Medina (1953), utilizando-se do diagrama triangular do Soil Survey Sstaff. Idade e grau de maturação da cultura

A idade do canavial, em meses, é obtida por informação do setor competente da unidade agroindustrial. O grau de maturação pode ser obtido, de maneira expedita, utilizando-se do refratômetro de campo. Devem-se retirar amostras de caldo no quinto internódio, de 10 colmos, tomados ao acaso, considerando como dado representativo a média aritmética das leituras obtidas. Outra maneira de se caracterizar a matéria-prima da área de ensaio e por meio de amostragem de colmos e envio ao Laboratório da unidade industrial, para as determinações do Brix do caldo, Pol do caldo e Fibra % cana. 7.6.2. Material necessário

O material necessário para a realização dos ensaios, no campo, constitui-se de: cronômetro sexagesimal, com precisão de segundos; célula de carga (Figura 93) com display digital posicionado sobre tripé ou balança portátil, tipo plataforma, ambos com Capacidade máxima de 500kg. Caso não se tenha a célula de carga, será necessário, ainda, uma balança portátil, de prato, de capacidade máxima de 20kg e precisão de lg; paquímetro; determinador de umidade instantânea de solo (Speedy) ou então se dispor, em laboratório, de estufa; latas de alumínio com tampa e fita crepe; sacos plásticos; estacas; piquetes, e trena. Para as mensurações ponderais é necessário dispor-se de balança tipo plataforma, com Capacidade mínima de 25t e precisão de 5kg (trata-se da balança da recepção de matéria-prima da usina) e de balança analítica com precisão de 0,1g. 7.7. Ciclos Operacionais

Os ciclos operacionais das máquinas (carregadoras, cortadoras ou colhedoras) estabelecem pontos importantes para a caracterização da variável operacional tempo-dependentes. Assim, torna-se fundamental a perfeita caracterização desses ciclos na área de ensaio. 7.7.1. Ciclo operacional de carregadoras

Um ciclo operacional de carregamento caracteriza-se por uma série de eventos de manejo que se sucedem ordenadamente. Estabelece-se como ponto de referência para início e término de um ciclo o momento em que o órgão ativo da máquina, denominado de rastelo, tocam os colmos que se encontram dispostos sobre o terreno, na forma de eitos. Do início ao término de um ciclo ocorrem os seguintes eventos:


• O rastelo acomoda e/ou ajunta e/ou promove eliminação parcial, ou acúmulo (dependendo do tipo de rastelo, da habilidade do operador e condição do eito de colmos) de matéria estranha agregada à matéria-prima, por meio do deslocamento da máquina sobre o eito;

• A garra, em conformidade com sua capacidade, apanha uma quantidade dessa matéria-prima, elevando-a e depositando-a sobre uma unidade de transporte;

• Por vezes é necessário que a garra realize um melhor acomodamento da matéria-prima na carroceria da unidade de transporte;

• Retorno da garra a posição original.

O término do ciclo operacional ocorre no momento em que o rastelo inicia nova ação de tocar nova quantidade de matéria-prima que se encontra no eito. O percurso seguido pela máquina em cada ciclo operacional é função: do tipo de carregadora; da capacidade de sua garra; do relevo do terreno; da habilidade do operador; do tipo de eito oferecido (esteirado ou amontoado); da quantidade de fileiras cortadas e depositadas sobre um mesmo eito; da produtividade física do canavial e do posicionamento relativo da unidade de transporte em relação à carregadora. Dessa forma, fica claro que cada ciclo operacional apresentará, diferenciadamente, tempos consumidos e distâncias percorridas. 7.7.2. Ciclo Operacional de cortadoras e colhedoras

Um ciclo operacional de cortadoras ou de colhedoras caracteriza-se por três tipos de eventos: deslocamento sobre a fileira de plantio em ação de corte ou colheita, interrupções nesse deslocamento , por qualquer razão e uma manobra de cabeceira. Assim, considera-se o inicio de um ciclo operacional dessas máquinas, o momento que ela inicia o deslocamento sobre uma fileira, quando, pela primeira vez o despontador (parte mais a vante da máquina) toca os primeiros colmos localizados na cabeceira do talhão. O final do ciclo vem a ser o momento imediatamente anterior a ela começar a colher nova fileira, ou seja, após o término da manobra de cabeceira.

7.7.3. Instalação dos ensaios de campo11

Pode-se efetuar o ensaio de campo, levando-se em conta apenas o tempo efetivo, ou seja, o tempo em

que, especificamente, os órgãos ativos das cortadoras ou colhedoras estão em operação. Os estudos desenvolvidos, pelos autores deste texto, têm adotado o seguinte critério objetivando redução de custos e de tempo de duração dos ensaios de campo e fornecendo dados suficientes para uma adequada análise estatística. Número de repetições por tratamento

Efetuar 8 repetições, por tratamento desejado. Em colheita de cana queimada ou crua, tomar uma fileira de plantio de 200m de comprimento. No caso de colheita integral, reduzir tal distância para 160m. A razão destas diferenças de comprimentos é devido à adequação do volume colhido e depositado no transbordo. No último caso, a redução de distância permite um volume de material colocado no transbordo que não dificulta ou impossibilita a retirada dos tambores colocados para obtenção de subamostras para determinação de qualidade da matéria-prima colhida (Figura 94).

Determinações de perdas de colheita

Em cada uma das repetições demarcar áreas para tomadas de 6 subamostras, casualizadamente, de 3m de comprimento (na fileira de plantio) x 7m (transversalmente à mesma fileira de plantio), perfazendo-se uma área de 21m2 (Figura 101), quando o espaçamento entre fileiras de plantio é de 1,4m.

Para que haja um mínimo de representatividade de uma área de amostra, deve-se sempre, atentar ao exposto no Tópico 7.1, na Tabela 7.1. e Figura 11. Antes de se iniciar a ação da máquina, nestas 6 subamostras limpar totalmente cada área amostral, retirando-se todo material vegetal que se encontrava sobre ela (Figura 101). Após a ocorrência da ação da máquina, recolhe-se e ensaca-se todo o material sobre ela remanescente

11 Colaborou neste tópico o Engenheiro Agrônomo Dumas Vicenti Casagrandi, do Grupo COSAN- Diamante.


(rebolos industrializáveis, frações de rebolos industrializáveis, tocos, folhas, palhas, palmitos), ou seja, o material que não foi colhido e carregado na unidade de transbordo, ficando a área amostral novamente limpa e pronta para repetição seguinte, que ocorrerá na fileira de colmos subseqüente, como uma segunda repetição do tratamento, (Figura 101).

A unidade de transbordo que irá acompanhar a colhedora deve conter dois tambores com correntes para facilitar sua retirada (Figura 103) após uma repetição. A seguir, sobre lona plástica estes constituintes de material remanescente sobre o terreno, devem ser separados e obtidos suas massas, individualmente (Figura 103). As frações consideradas são: rebolos inteiros, frações de rebolos, colmos inteiros, frações de colmos, tocos, rebolos fracionados e pedaços de rebolos possíveis de serem separados. A somatória destas frações, fornecerá, em peso, as perdas visíveis decorrentes da operação de colheita. O conteúdo do segundo tambor deve ser ensacado e encaminhado para o laboratório da usina para determinações tecnológicas e dos Índices de Matérias Estranhas (mineral e vegetal).

Consumo de combustível Em relação a consumo de combustível, em última análise, interessa muito mais para o usuário de máquinas de colheita, o quanto às máquinas consomem por unidade de matéria-prima colhida do que o consumo horário. Este servirá apenas para, quando associado com a Capacidade Efetiva e/ou Operacional, obter-se o consumo horário e por tonelada de matéria-prima colhida, que é uma informação fundamental para compor a estrutura de custos do sistema de colheita como um todo. Existem diversos meios para esta determinação, em campo: desde a utilização de dispositivos eletro-eletrônicos adicionados no circuito do sistema de alimentação do motor até a simples utilização de buretas graduadas, que completam o reservatório de combustível, obtendo-se então, o consumo efetuado num dado período previamente estipulado. A primeira opção citada, bastante precisa, tem um custo de aquisição que, por vezes, não compensa o investimento. O uso de buretas graduadas, por sua vez, pode levar a erros grosseiros de determinação, se não aplicado com critério (nivelar a máquina, eliminar bolhas do reservatório, acuidade na leitura da bureta). Uma terceira opção, intermediária as anteriores e que apresenta baixíssimo custo, fácil instalação e nível de precisão mais do que satisfatório, vem a ser a utilização de um sobre-tanque, com bureta graduada (Capacidade de leitura de 1ml) em condição de vasos comunicantes, colocado nos bocais dos reservatórios de combustíveis das máquinas (Figura 101). Estando a colhedora posicionada e desligada, no início da fileira a ser colhida (repetição), efetua-se seu nivelamento horizontal, no sentido longitudinal da colhedora, acionando-se os cilindros hidráulicos da colhedora que permitem tal ação e com um nível de bolha, para referência (Figura 101). Imediatamente antes do início do percurso, previamente determinado, uma pessoa marca, com pincel atômico, o nível de óleo diesel acusado na bureta.

Após a colhedora percorrer o percurso pré-estabelecido de uma dada repetição, a colhedora deve estacionar, porém mantendo seus sistemas de limpeza e condução interna do material, em funcionamento até a eliminação total do material colhido, que cai sobre o transbordo. A seguir, anota-se a nova posição relativa do combustível, na bureta. A diferença da marca inicial com a leitura final, em mililitros servirá para determinação do consumo correspondente ao percurso efetivo efetuado e/ou a massa de matéria-prima colhida. Cabe lembrar que, em laboratório, deve-se fazer a calibragem do dispositivo (sobre tanque), que vai variar em função de seu tamanho com que venha a ser , artesanalmente, construído. Sugere-se um sobre-tanque de volume em torno de 50 litros, o que permite efetuar diversas repetições sem necessidade constante de reabastecimento, reduzindo os tempos de ensaios. Com a calibração, ter-se-á a equivalência, em litros, para cada mililitro consumido e lido na bureta.

Os tempos decorridos no percurso da repetição e para o esvaziamento completo da colhedora, devem ser anotados, separadamente. Tendo-se a distância padrão da repetição (200 ou 160m), relaciona-se com os tempos para se obter a velocidade média de deslocamento ocorrida e tempo decorrido na repetição. Existem sistemas de registro de consumo de combustíveis sofisticados, como é o caso do desenvolvido pelos professores A. Lopes, C.E.A. Furlani e R.P. Silva, da UNESP-Jaboticabal. Todavia, para colhedoras de cana-de-açúcar sua aplicação pode ser comprometida visto que a capacidade de registro (L/h) não atinge os níveis elevados que ocorrem nestas máquinas (acima de 40L/h).


7.7.4. Determinação da massa colhida na repetição

Terminada uma dada repetição, o transbordo deve deslocar-se para um carreador nivelado horizontalmente, sendo posicionado sobre as quatro balanças portáteis (com células de carga) (Figura 101), para tomada de sua massa bruta, sem, até o momento, levar-se em consideração a transferência de massa ocorrida por ele estar acoplado à barra de tração da fonte de potência. Caso não se disponha de balanças portáteis, as determinações de campo tornar-se-ão excessivamente demoradas, pois a massa obtida de cada repetição, dentro da unidade de transbordo, será determinada apenas na balança de plataforma na recepção da usina, que poderá estar a vários quilômetros de distância do local dos ensaios.

Todas as determinações de massas a serem obtidas (das repetições) devem ocorrer sobre um mesmo local, no carreador e, antes de cada determinação, o material colhido dentro da carreta deve ser nivelado manualmente. Este procedimento visa diminuir, ao máximo, possível, a variação relativa da transferência de massa da unidade para o trator que a tracionava e a sustenta. Em todo o estudo, recomenda-se a utilização de um mesmo transbordo, tracionado por um mesmo trator. Para se obter a massa bruta real do transbordo, ou seja, eliminando-se a transferência de massa ocorrida enquanto este se achava acoplado ao trator, sugere-se utilizar um guincho hidráulico, ou mesmo uma carregadora de cana convencional, para separar o primeiro do segundo e de pedaços de madeira, estes colocados entre os balancins das rodas de apoio e a estrutura da carroçaria do transbordo a fim de tornar a unidade estável, enquanto desacoplada (Figura 101). Mesmo procedimento deve ser efetuado para a determinação da tara da unidade de transbordo. Posteriormente, determina-se o valor correspondente, em percentagem, à transferência de massa, chegando-se a massa líquida colhida, por repetição, conforme a Equação 7.36.

ML=((MB-TT).TM)–Tb 7.36.) sendo:

ML = massa líquida de matéria-prima colhida (kg); MB = massa bruta do transbordo com matéria-prima, sem descontar-se a transferência de massa (kg); TT = tara dos dois tambores metálicos de amostragem, contidos dentro do transbordo, junto com

matéria-prima colhida (kg); TM = correspondente a x%, em centesimal (média de 8 determinações de transferência de massa ao

trator); Tb = tara do transbordo (kg).

7.7.5. Determinações referentes a qualidade da matéria-prima colhida Antes do início de cada nova repetição o transbordo deve receber os dois tambores de metal, sendo posicionados no piso do transbordo (Figura 103), mais à direita em relação ao eixo longitudinal e eqüidistante do eixo transversal da mesma. Terminada cada repetição o transbordo deve deslocar-se para o local pré-determinado, no carreador nivelado, para obtenção da carga bruta. 7.8. Quantidade de colmos na fileira como função da produtividade agrícola e forma de plantio

A quantidade de colmos industrializáveis existentes por unidade de comprimento de fileiras é, principalmente, uma função da produtividade agrícola da cultura e do espaçamento de plantio.

A metragem da fileira de plantio (ou sulcos) de cana contido em 1 hectare, pode ser expresso por:

FL 10000= (7.37.)

ou

eELl +=

20000 (7.38.)

sendo: L = metros lineares de fileiras, com plantio em sulco simples;


Ll = metros lineares de fileiras, com plantio em sulco duplo; E = espaçamento entre sulcos simples adjacentes, em metros; e = espaçamento entre sulcos duplos adjacentes, em metros.

A quantidade de colmos na fileira, em função da produtividade agrícola poderá, então, ser expressa por:

LRD a

f = (7.39.)

´´

LRD a

f = (7.40.)

sendo:

Df = massa de colmos na fileira, com plantio em sulco simples, em kg/m; D´f = massa de colmos na fileira, com plantio em sulco duplo, em kg/m; Ra = produtividade agrícola de cana, kg/ha. A partir destas premissas e levando-se em conta os comprimentos e diâmetros médios, massas

específicas e volumes médios de colmos, além de seus números, por hectare, Mialhe & Ripoli (1976) chegaram às equações 7.41 e 7.42, que constituem modelos matemáticos que definem o aspecto “condição da cultura”, responsável pela magnitude da variável independente Df, da equação da Capacidade Efetiva (Equação 7.2.)

40000.... 2 δLdHED f = (7.41.)

80000...).(´

2 δLdHeED f+

= (7.42.)

sendo: H = lotação média do talhão (colmos/ha); d = diâmetro médio de colmos (cm); L= comprimento médio de colmos (cm); δ = massa específica de colmos (kg/cm). A Tabela 7.3. mostra os valores assumidos por Df e por D´f, para os espaçamentos encontrados e para

produtividades agrícolas variando de 30 a 140 t/ha. Observar que a quantidade de colmos nas fileiras, nessas condições, variam de 2,8kg/m a 22,4kg/m. A Figura 21 mostra, esquematicamente, os tipos de sulcos considerados nesta tabela. Tabela 7.3. Valores de quantidades, em massa de colmos de cana por metro de fileira, para diferentes espaçamentos e

produtividades agrícolas (Mialhe & Ripoli, 1976). Massas, aproximadas, de colmos nas fileiras de plantio (kg/m) para diferentes

produtividades agrícolas (t/ha) Tipos de Sulcos

E (m)

C (m)

30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

SIMPLES 1,20 8333 3,6 4,8 6,0 7,2 8,4 9,6 10,8 12,0 13,2 14,4 15,6 16,8 (Df) 1,30 7692 3,9 5,2 6,5 7,8 9,1 10,4 11,7 13,0 14,3 15,6 16,9 18,2 1.40 7143 4,2 5,6 7,0 8,4 9,80 11,2 12,6 14,0 15,4 16,8 18,2 19,6 1,50 6667 4,5 6,0 7,5 9,0 10,5 12,0 13,5 15,0 16,5 18,0 19,5 21,0 1,60 6250 4,8 6,4 8,0 9,6 11,2 12,8 14,4 16,0 17,6 19,2 20,8 22,4 DUPLOS 1,20x0,70 10520 2,80 3,8 4,7 5,7 6,6 7,6 8,5 9,5 10,4 11,4 12,3 13,3 (D’f) 1,40x0,50 1,40x0,70 9520 3,10 4,2 5,2 6,3 7,3 8,4 9,4 10,5 11,5 12,6 13,6 14,7 1,60x0,50 1,60x0,70 8690 3,40 4,6 5,7 6,9 8,0 9,2 10,3 11,5 12,6 13,8 15,0 16,1 1,80x0,50 1,80x0,70 8000 3,70 5,0 6,2 7,5 8,7 10,0 11,2 12,5 13,7 15,0 16,2 17,5

E= espaçamento entre sulcos (fileiras de plantio); C= metros de sulco por hectare.


7.9.Quantificação de unidades de transporte e de colhedoras de cana picada

Balastreire & Ripoli (1975) desenvolveram estudos analíticos para uma estimativa de quantificação de colhedoras necessárias em função da Capacidade Efetiva das colhedoras e da produtividade agrícola média da cultura. Em resumo, aplica-se a equação:

EfTVLANc ...

.10000= (10.43.)

sendo: Nc = número de colhedoras necessárias; A = área total a ser colhida com máquina, anteriormente determinada em função do relevo e outras

condições do talhão (ha); L = largura do trabalho da máquina. Nas que operam uma linha por vez, essa largura corresponde ao

espaçamento de plantio (m); V = velocidade média de deslocamento (km/h); T = tempo de trabalho para cada colhedora, por safra (h); Ef = Eficiência ou Rendimento de campo (%).

Deve-se, em um mapa plani-altimétrico da área agrícola da empresa, efetuar círculos concêntricos, com

raios a cada 3 a 5km tendo a unidade industrial como centro. Em cada um dos círculos formados, determinam-se as áreas passíveis de colheita mecanizada (em função de relevo, sistematização de talhão, variedade, produtividade etc.). Ainda, sobre o mapa, definir as melhores rotas a serem obedecidas pelas unidades de transporte que trarão a matéria-prima à usina. Mais do que selecionar a rota em função da menor distância entre o talhão e a usina, as condições de trafegabilidade (largura da via, tipo e qualidade do leito carroçável, existência de pontes adequadas) é o que definirá o trajeto em cada frente de corte, ao longo da safra.

Da mesma forma, estes autores chegaram a outra equação que fornece, teoricamente, o número de unidades de transporte por colhedora, a fim de que não ocorra interrupções no fluxo da operação de colheita, ou seja:

c

iv Tc

TcN = (10.44.)

sendo:

Nv = número de unidades de transporte por colhedora em operação; Tci = tempo de ciclo (soma dos tempos: de carregamento, de ida e vinda à usina, pelo transporte e tempo

consumido na recepção da usina), (h); Tci = tempo efetivo de carregamento da unidade de transporte (h). As variáveis das equações propostas, devem, sempre que possível serem determinadas e não estimadas, a

fim de se obter melhor planejamento. É evidente que a aplicação dessas equações, não soluciona definitivamente os problemas referentes aos cálculos de unidades de colheita e transporte, porém são válidos por fornecerem uma estimativa bastante razoável, para a racionalização de sistema de colheita mecanizada, por colhedoras de cana picada. 7.10. Planilhas de campo Já foi comentado anteriormente que, para a realização de ensaios de campo com máquinas agrícolas, entre outros aspectos, é necessário que haja uma equipe qualificada a fim de se evitar, ao máximo, erros grosseiros de determinações. Um outro cuidado que deve ser tomado, diz respeito a observações e anotações a serem efetuadas. Trata-se de se ter em mãos planilhas de campo que apresentem campos que permitam o preenchimento com todas as condições sob as quais o estudo será efetuado. Caso isso não ocorra, é comum, depois de terminadas as determinações de campo e quando os trabalhos de tabulações de dados ocorrem no escritório, dar-se por falta de determinada informação, podendo comprometer todo o trabalho. Os dados a serem obtidos no campo, são denominados de dados primários e servirão para futuras tabulações, os quais consistirão nos chamados dados


secundários ou definitivos, pois, na maior parte dos casos, os resultados derivados dos dados primários são o que apresentam maior interesse para análises, conclusões e, com base nestas, futuras tomadas de decisão. Deve-se, sempre que não estritamente necessário, evitar-se de efetuar cálculos, mesmo os mais simples aritméticos, no campo. Os dados tabulados devem ser efetuados em escritório, pois o risco, mais uma vez, de se incorrer em erros grosseiros é grande devido à necessidade de acompanhamento preciso dos inúmeros eventos que ocorrem, simultaneamente. A seguir, modelo de planilha para anotações de perdas visíveis em colheita. Planilha 1. Determinação de perdas visíveis Data: / / Talhão no.: Variedade: Corte: Idade (meses): Espaçamento:_______ m Condição da soqueira: Nivelado ( ), Camalhão ( ), no sulco ( )

Porte do canavial (visual): Ereto ( ) acamado ( ) deitado ( )

Produtividade estimada: _____________t/ha

Tipo de solo: Declividade: Face exposição: Máquina: Tratamento: T1

No. de repetições: Veloc. estimada:_______km/h Veloc. rotor:________rpm

Repetições (kgf)

Colmos inteiros Ou frações

Rebolos Rebolos danificados

Tocos de soqueira

Material não identificado

T1R1

T1R2

T1R3

T1R4

T1R5

T1R6

Responsável: OBS.:

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Capítulo 7. METODOLOGIA PARA ENSAIOS PADRONIZADOS DE … 7... · 2007. 11. 4. · BIOMASSA DE CANA-DE-AÇÚCAR: COLHEITA, ENERGIA E AMBIENTE T.C.C.RIPOLI & M.L.C.RIPOLI 115 Capítulo