8 Tecnologias das Colhedoras de Cana para a Maior Eficiência de Colheita

A colheita mecanizada de cana é um dos fatores que contribuíram para tornar o setor sucroenergético brasileiro mais sustentável com impactos positivos nas áreas econômica (redução de custos), ambiental (redução da queima da cana), agronômica (cobertura e fertilidade do solo) e social (qualificação da mão de obra). Em menos de 10 anos, a região centro sul do Brasil mais do que dobrou o índice de mecanização de colheita, saindo de 47% em 2008 e chegando em 97% (2015) da área colhida, conforme levantamento do CTC – Centro de Tecnologia Canavieira. A produção diária média de uma colhedora de cana no Brasil tem variado de 400 a 700 toneladas colhidas por máquina sendo que existem grandes oportunidades para o aumento da eficiência da colheita mecanizada seja através do avanço por parte dos fabricantes de colhedoras em ampliar a capacidade operacional e reduzir os custos operacionais das máquinas, seja pelos usuários de colhedoras com a adoção e uso efetivo das tecnologias disponíveis no mercado.

Atualmente, uma colhedora tem um potencial de processar entre 150 e 180 toneladas de cana por hora de acordo com verificações de alguns usuários e diversos estudos acadêmicos. No entanto, a média de processamento diária no Brasil está entre 30 e 80 toneladas por hora. É dentro deste contexto que convém revisar e simular algumas situações para entender os principais gargalos da colheita mecanizada para que seja possível minimizar esta distância entre potencial e realizado em termos de toneladas colhidas por dia. A Tabela 1 apresenta um comparativo entre a colheita de uma linha e duas linhas para o espaçamento de 1,5m. Nas três simulações apresentadas, percebe-se que com a colheita de duas linhas é possível chegar a níveis maiores de produção diária, trabalhando-se com velocidades menores e melhor relação hora elevador/hora motor uma vez que ao colher duas linhas de cana por vez o tempo gasto com manobras cai pela metade.

Tabela 1 – Simulações de Capacidade de Produção de Colhedoras de Cana

Simulação - Dimensionamnto Colheita Cana

Com isso, as grandes oportunidades para o aumento da eficiência de colheita mecanizada estão diretamente relacionadas com a adoção da colheita de 2 linhas, a ampliação do uso da máquina por dia (aumento da hora motor), a busca por melhores relações hora elevador/hora motor (redução de tempos perdidos com manobras, deslocamentos improdutivos e outras atividades não produtivas), aumento da velocidade de colheita (levando-se em consideração que em algumas situações, a maior velocidade impacta em maiores perdas e maiores danos na soqueira) e por fim o aumento da produtividade agrícola (toneladas de cana por hectare).

Com base nestas oportunidades, duas usinas no estado de São Paulo, em 2016, buscaram entender praticamente, até onde é possível chegar com a produção de uma colhedora em um dia (24 horas). A Usina São Martinho, unidade Pradópolis-SP, colheu 3383 toneladas e a Usina Ipiranga colheu 1737 toneladas em 24 horas.

Recorde de Colheita Usina São Martinho https://www.youtube.com/watch?v=sF-dKH8HF9g&t=2s
Recorde de Colheita Usina Ipiranga https://www.youtube.com/watch?v=Fo2dUWOqgzE&t=19s

A seguir são listadas as principais inovações tecnológicas introduzidas nas colhedoras de cana nos últimos anos e suas respectivas contribuições com o aumento da eficiência de colheita.

 1. Colheita de 2 linhas de 1,5m

Além dos ganhos de capacidade operacional na colheita de 2 linhas há outras vantagens relacionadas à qualidade da operação. Em função da posição menos inclinada dos discos frontais do corte de base destas colhedoras, há um menor dano à soqueira da cana e um menor revolvimento do solo, benefícios estes que contribuem para uma maior longevidade do canavial e maior velocidade de germinação da cana para o próximo ciclo. Por outro lado, é importante lembrar que ao se aumentar a largura de colheita, há maiores exigências em relação à qualidade da operação e nivelamento do solo visando reduzir o índice de perdas e viabilizar a colheita nas mais adversas condições.

Corte de base Case IH MultRow

Corte de base – Case IH MultRow – Manutenção da palhada de anos anteriores e mínimo impacto na soqueira

 2. Extrator Primário com Design Anti-Vortex

Com a adoção do sistema anti-vortex, em função da redução dos redemoinhos durante a extração da palha da cana, foi possível melhorar a limpeza e reduzir a rotação das hélices do extrator impactando também na redução do consumo de combustível e aumento da durabilidade dos componentes de desgaste de todo o extrator.

Extrator Primário - Anti-Vortex

Extrator Primário com design Anti-Vortex

Com base nos estudos conduzidos pelo Sugar Research Austrália (2014), é possível observar que com a adoção do sistema anti-vortex, houve um ganho de 2 pontos percentuais em relação à impureza vegetal e ao mesmo tempo uma redução de perdas na ordem de 2 toneladas/hectare, comprovando-se também uma maior eficácia na limpeza operando em rotações do extrator mais baixas (de cerca de 920 rpm para 800 rpm) comprovando os ganhos em redução de combustível uma vez que há menor exigência do sistema hidráulico para o acionamento do ventilador do extrator.

Comparativo Ext Primario com e sem anti vortex

Fonte: Sugar Research Austrália (2014)

 3. Sistemas Automáticos de Ajuste de Altura do Corte de Base

Uma das grandes dificuldades na operação das colhedoras de cana está relacionada à precisão no corte de base, pois ao mesmo tempo que é necessário a busca de cortar a cana o mais rente possível do solo (pela maior concentração de açúcar na parte inferior da planta), há a necessidade também de se preservar a soqueira da cana. Por isso, a tecnologia de controle automático de ajuste do corte de base foi introduzida. O princípio de funcionamento desta tecnologia está na relação entre a pressão no circuito hidráulico do corte de base e na altura alvo de corte. Dentre as principais vantagens da automatização do corte de base estão a redução do stress do operador e do esforço demasiado do equipamento durante a colheita, redução do índice de perdas e aumento da longevidade do canavial, tanto na colheita de uma linha, como principalmente na colheita de duas linhas.

Controle Automático Altura Corte Base

Sistemas de Automação do Corte de Base (Auto Tracker – 1 linha; AutoFloat – 2 linhas)

 

 4. Piloto Automático

O setor canavieiro foi um dos primeiros setores do agronegócio a adotar o uso intensivo de piloto automático desde o preparo do solo até a colheita. Atualmente já é possível importar para a colhedora o projeto do plantio e com isso a colhedora ser dirigida de forma muito precisa pelas linhas a serem colhidas. A adoção do uso de piloto automático trouxe grandes benefícios para a eficiência da colheita mecanizada, pois viabilizou a possibilidade de trabalhar com maiores velocidades de colheita, reduzir perdas e minimizar os impactos da baixa visibilidade na colheita noturna. Além disso, por disciplinar o trafego das máquinas no campo, a adoção do piloto automático tem grandes contribuições com o aumento da longevidade dos canaviais.

Piloto Automático - colheita cana

Piloto Automático em canteiro de 2,8m – Colheita de 2 linhas de 1,5m (Usina Cerradinho)

 5. Controle Automático da Rotação do Motor

Em função da ampla variedade de condições de colheita impactadas pela produtividade agrícola, porte da cana e velocidade de trabalho é que foi introduzido nas colhedoras uma possibilidade de ajuste automático da rotação do motor. Com isso, o motor passou a trabalhar de acordo com a demanda de carga no mesmo. Por exemplo, em uma cana de mais baixa produtividade em que o usuário restringe a velocidade de colheita para minimizar o índice de perdas, não há a necessidade de o motor operar em plena carga, otimizando assim a melhor relação potência e consumo de combustível.

 

 6. Automação dos Acionamentos da Manobra (Início e Final de Linha)

Em 2017, as colhedoras de cana da Case IH passam a contar com um sistema de automação das manobras de final e início de linha. Com esta funcionalidade, o operador substitui 10 acionamentos por apenas um acionamento ao finalizar uma linha colhida, e após a manobra, novamente com apenas 1 acionamento, 10 funções são colocadas em funcionamento para o início da nova linha a ser colhida.

Funções que foram automatizadas para as manobras:

  1. Rotação do motor
  2. Altura do corte de base
  3. Reversão do despontador
  4. Inversão do disco de corte lateral
  5. Desligamento do industrial
  6. Giro do capuz do extrator primário
  7. Redução da rotação do extrator primário
  8. Redução da rotação do extrator secundário
  9. Esteira do Elevador
  10. Ant-Drift – Sistema de correção de rota

Com esta automação das manobras, além de simplificar a operação, há uma grande oportunidade de redução de consumo de combustível e desgaste de peças, uma vez que nem sempre os operadores desligam o industrial e reduzem as rotações dos extratores para as manobras.

 

 7. Câmeras Operacionais

Outra novidade introduzida pela Case IH em 2017, é o uso de câmeras operacionais para melhorar a visibilidade na formação da carga no transbordo, e principalmente para melhorar a visibilidade do corte de base. Esta melhor visibilidade do corte em tempo real juntamente com o sistema automático de altura do corte de base contribuirá com a redução de perdas por toco, e também menores danos na soqueira.

Câmer Opeacional

Câmeras para maior visibilidade da operação

https://www.youtube.com/watch?v=AKBLitY6QAM

 8. Velocidade Variável Esteira do Elevador

Levando-se em consideração que nem sempre a colhedora de cana está utilizando todo o seu potencial de processamento, em 2017 a Case IH também introduziu a possibilidade de variação da velocidade da esteira do elevador, ou seja, para aquelas condições em que, por qualquer razão, a máquina esteja operando abaixo de sua capacidade máxima, é possível reduzir a rotação da esteira do elevador e consequentemente ampliar a vida útil dos componentes de desgaste, reduzindo o custo total de propriedade da colhedora.

Velocidade Variavel Elevador

Elevador com velocidade variável da esteira – maior vida útil para o material de desgaste

Como mencionado acima, houve grande avanço nas tecnologias introduzidas nas colhedoras de cana nos últimos anos e algumas das principais tendências para a evolução destas máquinas estão relacionadas ao aumento da capacidade de colheita de mais de uma linha em áreas de alta produtividade e em condições adversas (cana caída, entrelaçada e tombada), colheita de cana energia (colheita integral), automação do extrator primário para redução de impureza vegetal em equilíbrio com o índice de perdas, e a precisão e compatibilidade na geração e transmissão de dados para uma melhor gestão da operação.

Não menos importante é a adoção, por parte dos usuários de colhedoras de cana, de novas tecnologias que complementam e suportam o aumento da eficiência da colheita mecanizada como: a sistematização da área, a utilização de transbordos de maiores capacidades com otimização do dimensionamento transbordos/colhedora, o uso de simuladores de colheita para uma maior efetividade na capacitação dos operadores e o aumento da produtividade agrícola.

Com todas as tecnologias disponíveis e em desenvolvimento somadas ao alto nível de profissionalização do setor canavieiro brasileiro em breve será possível superar a barreira das 1000 toneladas colhidas por máquina por dia como média no Brasil.

 

 

Roberto Biasotto / Regis Ikeda
Marketing de Produto – Case IH

3 Razões Para Aumentar a Eficiência de Descarga na Colheita da Soja

Cerveja Eisenbahn

Na colheita de soja, o tamanho do tanque e a vazão de descarga de grãos das colheitadeiras bem como o regime de descarregamento adotado (com paradas ou simultâneo à colheita) são fatores que impactam no faturamento do produtor, pois estão diretamente relacionados com (1) a redução do atraso de colheita, (2) redução do atraso do plantio do milho safrinha além de contribuir com a possibilidade de (3) redução de entrega de grãos fora da faixa ideal de umidade nas unidades armazenadoras.

Considerando algumas premissas de colheita e de dimensionamento de frota*, uma colheitadeira teria o potencial de colher 3160 ha em 45 dias efetivos de safra se fosse adotado um regime de descarregamento simultâneo à colheita. No entanto, se houvesse a necessidade de paradas para descarregar o tanque de grãos, uma mesma colheitadeira poderia levar de 10 a 12 dias a mais para colher a mesma área. Este período adicional de colheita, impactaria na perda de rentabilidade do produtor por (1) redução da produtividade da lavoura, (2) por redução da produtividade do milho em função do atraso do plantio e pela (3) maior possibilidade de colheita com elevados níveis de umidade.

A tabela a seguir simula as vantagens de se adotar o descarregamento simultâneo à colheita e a adoção de colheitadeiras com maiores tanques e vazão de grãos.

Tabela 1. Atraso de colheita em função do regime de descarregamento e da capacidade do tanque e vazão de descarga de grãos (simulação).

02. Simulação Capacidade Op Colheita Soja

Experimentos realizados em Ponta Grossa-PR (Borges et al., 2006) e em Castro-PR (Tsukahara et al. 2016) comprovaram que houve perdas significativas de produtividade (kg/ha) da soja em consequência do atraso da colheita após o estádio R8 da soja (início de colheita recomendado pela Embrapa). Para 50 dias de atraso, as perdas de produtividade encontradas no primeiro experimento variaram de 22% a 100% (sendo analisado quatro variedades de soja) e no segundo experimento (com uma variedade e em sete ambientes) as perdas variaram de 4,9% (para 5 dias de atraso) até 28,7% (para 50 dias de atraso). Com base nestes estudos, para cada dia de atraso poderia se considerar uma perda de produtividade em torno de 1 saca a cada 3 hectares. Somado a isso, e levando-se em consideração que o atraso na colheita de soja tem impacto no atraso do plantio do milho safrinha, um produtor pode perder cerca de 1 saco de milho/ha para cada dia de atraso no plantio segundo dados do departamento técnico de agronomia da Pioneer.

Além da perda de faturamento pelo atraso (perda de produtividade da lavoura e perda de produtividade do milho), o tipo de descarregamento adotado e a capacidade do tanque e vazão de descarga de grãos, podem contribuir com a entrega de um produto colhido com umidade fora da faixa ideal de maior remuneração, uma vez que, para evitar perda de tempo, em alguns casos há a escolha de se colher com umidade acima de 14%, o que acarreta em descontos para o produtor começando com algo em torno de 2% (1,2 sacas/ha) para 15% de umidade e passando de 16% para umidades acima de 25% o que poderia representar cerca de 9 sacas/ha (Esalq-Log).

Portanto, o aumento da eficiência de colheita, seja com o regime de descarregamento simultâneo à colheita, seja com a adoção de colheitadeiras com maiores capacidades de tanque e vazão de grãos, contribuem com o aumento do faturamento do produtor e devem ser sempre considerados nos momentos de dimensionamento de frota e na seleção/aquisição de novas colheitadeiras.

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  * Premissas para os cálculos deste artigo:

03. Premissas Dimensionamento Colheita Soja

 

Colheita Mecanizada de Café – Maior Rentabilidade para o Cafeicultor

A colheita mecanizada de café no Brasil é uma realidade e é uma das principais soluções para aumentar a rentabilidade do produtor pois alia capacidade de colheita no momento certo e redução de custos.

Ainda existe um mito que a colheita mecanizada agride a planta contribuindo de forma negativa  com sua produtividade e longevidade, porém em alguns estudos conduzidos pelo professor Fábio Moreira da Silva da Universidade Federal de Lavras e um dos maiores especialistas no assunto , foi comprovado que a colheita mecanizada não afetou a produtividade da lavoura cafeeira seja em uma passada ou na colheita seletiva com duas passadas.

No entanto, é muito importante ter em mente que para se adotar a colheita mecanizada de café há a necessidade de uma preparação da lavoura, visando o uso efetivo da colhedora e a melhor interação máquina/planta.

Em linhas gerais, segundo Fabio Moreira da Silva, uma lavoura de café preparada para a colheita mecanizada apresenta, preferencialmente as seguintes características: terreno com declividade máxima de 15%; plantio em nível, espaçamento entre linhas mínimo de 3,0 m e entre plantas de 0,5 a 0,7 m  inexistência de obstáculos entre as linhas e carreadores que possam obstruir a passagem das colhedoras, linhas com o maior comprimento possível para minimizar o número de manobras, carreadores com largura mínima de 6 metros e sem irregularidades para não inviabilizar a manobras das máquinas, altura máxima das plantas de 3,0 metros e ramos inferiores das plantas a uma altura mínima de 40 cm do solo. Estas características podem sofrer pequenas variações em função do tipo de colhedora adotada.

Todo o trabalho de condução e preparação da lavoura para a colheita mecanizada de café se faz importante pois, junto com fatores como a capacitação dos operadores, a manutenção adequada da colhedora e o planejamento adequado da logística de apoio, a colheita mecanizada atingirá seu principal objetivo que é contribuir com o aumento da rentabilidade do cafeicultor.

Tendo em mente que o momento de colheita depende da maturação da lavoura e também da capacidade de processamento pós-colheita, a simulação a seguir, apresenta alguns fatores chaves a serem considerados para entender a lógica do dimensionamento da colheita mecanizada de café.

Lavoura (considerações): carga pendente média de 4,80 litros/planta, espaçamento de     3,0 m x 0,5 m, totalizando 6667 plantas/ha.

Colhedora (considerações): velocidade de colheita de 1,4 km/h, eficiência de campo de 85%, sistema de colheita plena com eficiência de derriça de 80% e índice de perdas de 10%

Com as considerações acima, seria possível a colheita de 0,36 ha/h o que geraria 8225 litros/h.

Apenas como exemplo, uma colhedora operando nas condições acima substituiria 165 homens com produção individual de 50 litros colhidos por hora cada um

Os parâmetros de eficiência de campo, eficiência de derriça e índice de perdas dependem muito da colhedora utilizada e também do planejamento e experiência com a colheita mecanizada.

Aumentar a capacidade de derriça com o mínimo de agressão à planta, reduzir o índice de perdas juntamente com o baixo custo de operação dos equipamentos utilizados na colheita são os grandes desafios neste importante processo da cadeia produtiva do café.