UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS – UnUCET

MÁQUINAS AGRÍCOLAS

9°PERÍODO

COLHEITA MECANIZADA DA CANA-DE-AÇÚCAR

Acadêmico: Daniel Max Leonídio

Professor: Elton Fialho dos Reis

Anápolis - GO

NOVEMBRO/2010

DANIEL MAX LEONÍDIO

COLHEITA MECANIZADA DA CANA-DE-AÇÚCAR

Trabalho exigido à disciplina de

Máquinas Agrícolas do curso de

Engenharia Agrícola sob a

orientação do Professor D.S.

Elton Fialho dos Reis.

Anápolis – GO

NOVEMBRO/2010

3

Sumário Professor: Elton Fialho dos Reis ..............................................................................................................................................3

COLHEITA ..............................................................................................................................................................................................5

Colheita de cana inteira ..................................................................................................................................................................6

Colheita de cana picada ..................................................................................................................................................................8

CORTE DE BASE DAS COLHEDORAS .................................................................................................................................... 11

Perdas provocadas pela colheita mecanizada ................................................................................................................. 12

Classificação das colhedoras ..................................................................................................................................................... 12

Componentes e fluxo da cana-de-açúcar ............................................................................................................................ 13

Componentes ............................................................................................................................................................................... 13

Sistema de Corte de Pontas ............................................................................................................................................. 14

Divisor de Linhas .................................................................................................................................................................. 14

Cortador de Base ................................................................................................................................................................... 14

Rolo Alimentador.................................................................................................................................................................. 15

Rolo Tombador ...................................................................................................................................................................... 15

Sistema do Picador............................................................................................................................................................... 16

Cesta do Elevador ................................................................................................................................................................. 16

Extrator Primário ................................................................................................................................................................. 17

Elevador..................................................................................................................................................................................... 17

Extrator Secundário ............................................................................................................................................................ 18

Fluxo da cana-de-açúcar ........................................................................................................................................................ 19

ENSAIOS ............................................................................................................................................................................................... 19

- Comprimento médio e diâmetro dos colmos ........................................................................................................... 19

- Densidades médias de colmos e de matéria estranha vegetal por metro lineal .................................... 19

- Porte do canavial ..................................................................................................................................................................... 20

- Teor de água do solo ............................................................................................................................................................. 20

Desempenho operacional ........................................................................................................................................................... 21

1. Capacidade de colheita ...................................................................................................................................................... 21

2. Qualidade de processamento do produto ................................................................................................................ 22

3. Funcionalidade mecânica ................................................................................................................................................. 23

SISTEMA DE TRANSPORTE ....................................................................................................................................................... 23

Referências Bibliográficas .......................................................................................................................................................... 25

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A CULTURA DA CANA-DE-AÇÚCAR

A cana-de-açúcar (Sacharum officinarum L.) pertencente à família das gramíneas, desde a

época do descobrimento do Brasil, é considerada uma das culturas mais importantes em termo

sócio-econômico.

O Brasil é considerado o maior produtor mundial de cana-de-açúcar e o único país do

mundo a produzir em larga escala um combustível alternativo aos derivados do petróleo. Segundo o

JORNALCANA (2005), na safra 2004/2005, foram produzidas 380 milhões de toneladas de matéria

prima, num total de 24 milhões de toneladas de açúcar e 14 bilhões de litros de álcool. Assim, o

agronegócio sucroalcooleiro movimenta cerca de R$ 40 bilhões por ano, o que corresponde a

aproximadamente 4% do PIB nacional, gerando 3,6 milhões de empregos diretos e indiretos.

Atualmente, o parque sucroalcooleiro nacional possui 326 indústrias em atividade, sendo 220 na

região Centro-Sul, 76 na região Norte-Nordeste, as quais sustentam mais de 1.000 municípios

brasileiros e ainda conta com 30 projetos em andamento.

O Brasil, devido as suas dimensões continentais, proporciona à cultura canavieira as mais

variadas condições climáticas. Possivelmente, é o único país do mundo com duas épocas de colheita

anual: uma no norte-nordeste (setembro-abril) e outra no centro-sul (maio-dezembro).

A cana-de-açúcar é plantada em sulcos a uma profundidade que varia entre 300 e 500 mm,

com espaçamento entre sulcos de 1,3 a 1,5 m. O primeiro corte é realizado aproximadamente a 18

meses, caso não seja usado maturadores químicos para forçar a maturação precoce. O ciclo da

cultura da cana-de-açúcar pode variar de 6 (cinco cortes) a 9 anos (oito cortes), dependendo das

condições de manejo adotadas.

Existem diversas características que são desejáveis nas variedades de cana-de-açúcar:

• Produtividade elevada;

• Elevado teor de sacarose;

• Boa brotação e longevidade das socas. No caso de brotações tardias será comprometida a

uniformidade de maturação do canavial;

• Rápido desenvolvimento inicial e adequado fechamento de entrelinhas para minimizar a

competição com plantas daninhas;

• Colmo uniforme e com diâmetro médio suficiente para impedir a quebra de ponteiros, devido à

ação do vento;

• Variedades que apresentem perfilhamento ereto, que favorecerão o corte. O excessivo

acamamento ou tombamento pode provocar enraizamento de colmos, quando em contato com a

superfície do solo; e apresentar espalha fácil ou natural para favorecer a colheita de cana crua.

• Florescimento adequado para a variedade, pois, se excessivo poderia provocar perdas na

qualidade da matéria prima, em virtude dos efeitos da isoporização dos colmos, aumento da

percentagem de fibra, diminuição do caldo extraído pelas moendas e paralisação do

desenvolvimento vegetativo dos colmos floridos;

• Boa tolerância às principais doenças e pragas.

5

COLHEITA A colheita da cana-de-açúcar pode ser realizada de forma manual, semi-mecanizada e

mecanizada.

O sistema manual é aquele onde tanto o corte como o carregamento do material são

realizados por mão-de-obra braçal.

O corte é realizado utilizando-se lâminas cortantes denominadas facões, podões ou folhões.

Normalmente é precedido da queima, que visa eliminar o excesso de palha para melhorar o

rendimento do corte. O rendimento do corte manual de cana crua é muito baixo, em torno de 2,5

toneladas de cana por homem dia e o do corte manual de cana queimada varia de 6 a 13 t homem-

1dia-1 no centro-sul. No nordeste e leste do Brasil varia de 5 a 7 t homem-1dia-1. Na Figura 1 é

apresentado mostrado a realização do corte manual.

Normalmente cada cortador corta simultaneamente 3,5 ou 7 linhas. O mais comum é levar 5

linhas de corte esteirando a cana transversalmente na linha central para evitar problemas com o

rastelo da carregadora.

Simultaneamente ou após o corte pode ser feito a operação de desponte, que objetiva

eliminar a ponteira da cana que apresenta menor teor de sacarose. Quando a cana destina-se a

fabricação de álcool não é necessário realizar a operação de desponte. O transporte do material

colhido é realizado por animais ou máquinas.

FIGURA 1 – Corte manual.

O sistema semi-mecanizado, de maior utilização no país, apresenta o corte manual, o

carregamento mecânico (Figura 2) e o transporte por veículos motorizados (RÍPOLI, 1996).

O corte manual é realizado por mão-de-obra braçal e o carregamento da cana tem sido feito

por meio de carregadoras. O rendimento das carregadoras varia de 30 a 45 toneladas de cana por

hora e é feito em eitos e cana esteirados ou amontoados em montes de aproximadamente 450 a

800 kg da cana, dependendo da capacidade da garra das carregadoras. As carregadoras de cana-de-

açúcar podem ser autopropelidas (Figura 3) ou acopladas diretamente no chassis do trator, sendo

essas denominadas de montagem integral (MIALHE, 1996).

6

De maneira geral as carregadoras estão formadas por garra e empurrador. Na Figura 4 são

apresentados diversos tipos de empurradores, eles podem ser convencionais, flutuantes, copiasolo

e rotativos.

A colheita mecanizada é aquela onde as operações de corte, carregamento e transporte são

realizadas por máquinas.

Atualmente, São Paulo é o estado que possui o maior potencial de mecanização da colheita

da cana-de-açúcar, visto que nele se encontram as maiores e o maior número de usinas produtoras,

além do relevo plano a levemente ondulado, nos locais de produção, permitir o uso eficiente de

colhedoras mecânicas.

O bom desempenho de um sistema mecanizado não depende somente da máquina

colhedora, é importante que se tenham talhões devidamente preparados para a colheita mecânica;

variedades de cana adequadas; boa eficiência do sistema de transporte; planejamento da colheita;

operadores experientes, etc.

Considerando o tipo de máquina utilizada, o sistema de colheita mecânica no Brasil

apresenta dois esquemas: colheita de cana inteira e colheita de cana picada.

Colheita de cana inteira Na colheita de cana inteira o corte é realizado por máquinas cortadoras, cortadoras-

amontoadoras (Figura 5) e cortadoras-enleiradoras (Figura 6), para posterior carregamento

mecânico até a unidade de transporte. As máquinas cortadoras são aquelas que somente realizam o

corte basal dos colmos deixando o material cortado sobre o terreno. As cortadoras-enleiradoras e

cortadoras-amontoadoras, além de realizar o corte de base, também cortam o ponteiro e depositam

os colmos sobre o terreno para posterior carregamento. As cortadoras-enleiradoras depositam o

material de forma esteirada e as amontoadoras na forma de montes.

FIGURA 2 – Carregamento da cana-de-açúcar.

FIGURA 3 – Carregadora autropelida.

FIGURA 4 – Empurradores convencionais (a), flutuantes (b), copiasolo (c) e rotativos (d).

7

Nas máquinas cortadoras amontoadoras,conforme Figura 7, o divisor de linha (1) delimita o

volume de cana a ser cortado pelo cortador de ponteiros(2) e pelo disco cortador de base (3). Os

rolos transportadores (4) conduzem o material cortado até a caçamba de armazenamento

temporário (5). As máquinas que cortam a cana inteira apresentam como vantagens que, os

colmos colhidos não se deterioram tão rapidamente quanto os picados, podendo ser estocados por

períodos mais longos e não precisam de depósitos especiais. As ponteiras remanescentes do

processo de corte podem ser cortadas manualmente quando dispostas em montes ou estaleiros.

Estas máquinas como desvantagem apresentam necessidade de utilização de gruas, para

pegar o material depositado no terreno, por ser o corte e o carregamento operações independentes.

Esta última operação prejudica a qualidade da matéria-prima devido à incorporação de matéria

estranha.

FIGURA 5 – Máquinas cortadoras-amontoadoras.

FIGURA 6 – Máquinas cortadoras-enleiradoras.

8

Colheita de cana picada A colheita mecanizada de cana picada utiliza as máquinas colhedoras (combinadas) ou

também denominadas de processo completo, estas realizam o corte, fracionamento, limpeza parcial

e carregamento dos colmos diretamente nas unidades de transporte. Nas Figuras 8, 9, 10 e 11 são

apresentadas diferentes modelos de colhedoras de cana picada.

FIGURA 7 – Máquina cortadora-amontoadora.

FIGURA 8 – Colhedora Cameco

FIGURA 9 – Colhedora Santal Amazon

FIGURA 10 – Colhedora John Deere

FIGURA 11 – Colhedora Class

9

A Figura 12 apresenta um esquema de uma colhedora de cana picada. Quando a máquina

começa a operar os divisores de linha (9) vão abrindo o caminho para favorecer o seu

deslocamento. A cana-de-açúcar vai sendo cortada com os discos de corte de base (1) e as pontas

com o despontador (2). A cana cortada passa pelos cilindros picadores (3), onde é picada em

pedaços de aproximadamente 30 cm. Esses toletes são conduzidos pelo elevador primário (4) até a

câmara de separação de palhas (5), onde o extrator primário (6) separa a matéria-prima da

palhada. Em seguida, a cana picada é transportada pelo elevador secundário (8) até o caminhão ou

carreta tratorizada, encarregados de levá-la até a indústria, neste percurso o extrator secundário se

encarregará de separar o resto de matéria estranha, jogando-a fora da colhedora pelo exaustor (7).

Existem outros dispositivos na colhedora que favorecem o bom desempenho da máquina como, o

levantador de colmos, situado na parte frontal da máquina, e o cortador lateral.

FIGURA 12 – Colhedora de cana picada

Esta colhedora tem como vantagens, eliminar o uso de carregadoras, depositando a cana

picada diretamente no sistema de transporte. Assim, o sistema de transporte apresenta-se mais

eficiente e melhor programado, e as interrupções na operação não provocam cana cortada e

deixada no campo sujeita a deterioração.

Infelizmente as perdas de açúcares são maiores neste tipo de colhedora, pois, os pedaços de

cana são deixados no campo junto com a palha. Parte do suco é perdido durante o processo de

corte, picagem e ventilação, e se o órgão picador não apresentar-se eficiente, o rachamento dos

rebolos resultará em deteriorações mais rápidas da matéria prima.

A eliminação da palha, folhas e da ponteira da cana-de-açúcar é muito importante, pois a

presença destas aumentam o índice de impurezas na matéria prima. As ponteiras têm baixo grau de

sacarose e seu suco de baixa pureza e alto grau de não açúcares, compromete a qualidade do açúcar

produzido. As folhas removem a sacarose do suco, aumentam a quantidade de fibra na matéria-

prima, promovendo desgaste dos rolos da moenda e aumentando o custo de processamento.

O sistema de limpeza da colhedora está formado pelo despontador (Figura 13), constituído

basicamente por dois discos ou tambores acionados por motores hidráulicos e dois extratores, um

primário e outro secundário, encarregados da extração de impurezas (Figura 14).

10

Como acessório, geralmente as colhedoras de cana-de-açúcar apresentam um disco de corte

lateral,que garante uma menor quantidade de palhas na matéria colhida. Este disco está situado

entre os divisores de linhas, como mostrado na Figura 15.

FIGURA 13 – Despontador. John Deere

FIGURA 14 – Extrator primário e

secundário.

FIGURA 15 – Divisores de linhas e disco de corte lateral. John Deere

11

CORTE DE BASE DAS COLHEDORAS O corte de base da cana-de-açúcar é realizado por um mecanismo composto de um ou dois

discos rotativos, com múltiplas lâminas (facas) que realizam o corte inercial por impacto da cana ao

nível do solo (Figura 16).

O mecanismo formado por dois discos com facas, constitui o mais utilizado no mundo, em

função de sua simples construção, fácil manutenção e obtenção de altas velocidades de corte,

independentemente da velocidade de deslocamento da máquina. O sistema de corte basal é o

mesmo tanto nas cortadoras como nas colhedoras, geralmente acionado por motores hidráulicos.

As operações de preparo do solo e plantio têm significativa influência no corte de base das

colhedoras mecânicas de cana-de-açúcar. À medida que aumentam os desníveis do terreno e a

presença de obstáculos na área, também aumentam as dificuldades de operação da máquina.

Uma das principais razões da existência de perdas durante o processo de corte da cana está

no fato do mecanismo de corte basal ser rigidamente vinculado à estrutura da colhedora, motivo

pelo qual não se consegue acompanhar eficientemente o perfil do terreno. Isso faz com que, o

cortador de base muitas vezes realize um corte mais alto do que o desejado, deixando no campo a

parte inferior da cana, que apresenta maior conteúdo de sacarose. Em decorrência das imperfeições

provocadas por este processo, GÓMEZ (1996) determinou perdas na faixa de 6,7 a 15,7 t ha-1.

O constante enterramento do disco de corte no solo é outra conseqüência originada pela

deficiência no corte, resultando no desgaste prematuro das facas, danos nas soqueiras, provocados

pelo corte rente à superfície, e maior demanda de potência para cortar e movimentar,

desnecessariamente, o volume de solo. Essa condição incorpora aproximadamente 5 kg de solo por

tonelada de matéria-prima (BRAUNBECK, 1999). GARSON (1992) afirma que equipar as máquinas

com sistemas de controle automático da altura do mecanismo de corte basal pode ser um efetivo

caminho para diminuir estas deficiências.

FIGURA 16 – Cortador de base. John Deere

12

Perdas provocadas pela colheita mecanizada Desde a queima do canavial, para auxiliar a despalha dos colmos, até a obtenção dos

produtos finais, ocorrem perdas de açúcar e de matéria-prima.

As perdas de açúcar, no processo de colheita, são originadas pela deterioração

microbiológica ou bioquímica (inversão da sacarose) ou por exudação na superfície do colmo.

Considera-se perdas de matéria-prima todo o material não colhido durante o processo de desponte

e corte basal, e a cana deixada no campo durante o carregamento e transporte.

As perdas também podem ser classificadas em visíveis, de estilhaços e invisíveis. As visíveis

são facilmente detectadas no campo, sendo as canas inteiras, toletes, pedaços de cana, ponteiras,

tocos e canas esmagadas, que ficam perdidas no campo ou presas na colhedora. As perdas de

estilhaço são fragmentos deixados no campo ou que ficam presos na colhedora. Esses fragmentos

normalmente se incorporam à terra ao cair na superfície do solo, dificultando assim a quantificação

desse tipo de perda no campo. As perdas invisíveis são perdas que ocorrem durante a colheita sob

formas de serragem e caldo, sendo impossíveis de serem quantificadas no campo.

O cortador de base é responsável por consideráveis perdas de matéria-prima, embora

pouco se tem verificado a respeito. Sabe-se que estas perdas estão associadas à matéria-prima que

fica no campo sob a forma de material não cortado, que constituem-se basicamente de tocos

deixados pela ineficiente regulagem da altura do disco de corte. Também são consideradas perdas,

os pedaços, estilhaços, lascas e o caldo da cana que é perdido durante este processo.

O disco de corte de base tem gerado danos à cana, originando muitas perdas na produção.

Os danos provocados durante o corte na soqueira reduzem a produtividade na colheita seguinte,

pois, aumenta sua exposição ao ataque de pragas e doenças ou por ser destruídas ou removidas as

novas gemas, responsáveis pela brotação e formação do novo canavial.

Classificação das colhedoras As colhedoras de cana-de-açúcar podem ser classificadas considerando vários critérios

(RIPOLI, 1996):

Quanto a fonte de potência

-Montada lateralmente ao trator com transmissão mecânica;

- Autopropelida com transmissão hidrostática.

Quanto ao rodado

- De pneus;

- Com semi-esteiras;

- De esteiras.

Quanto ao número de fileiras cortadas por vez

- Uma;

- Duas;

- Três.

Quanto ao mecanismo de levante de colmos

- Varão metálico;

- Correntes;

- Cones fixos;

- Cones rotativos espiralados.

Quanto ao número de mecanismos de corte basal

13

- Um disco com lâminas radiais;

- Dois discos com lâminas radiais;

- Dois conjuntos de hastes inclinadas e lâminas nas extremidades.

Quanto aos dispositivos de condução dos colmos no interior da máquina

- Roletes dentados e rotativos;

- Esteiras rolantes;

- Esteiras fixas e correntes com taliscas transportadoras;

- Lançamento por rotor.

Quanto ao mecanismo picador dos rebolos

- Dois cilindros horizontais transversalmente dispostos à entrada da máquina;

- Dois cilindros horizontais transversalmente dispostos em ponto intermediário da

máquina;

- Disco vertical com facão em ponto intermediário da máquina;

- Cilindro horizontal com lâmina em ponto intermediário da máquina.

Quanto ao tipo de matéria prima fornecida

- Colmos inteiros;

- Colmos fracionados.

Componentes e fluxo da cana-de-açúcar

Componentes

14

Sistema de Corte de Pontas

Os coletores, localizados em cada lado do cortador de pontas (Figura 17), coletam as pontas

da cana e as alimentam para o disco separador do cortador de pontas, localizado no centro do

cortador de pontas. O disco separador do cortador de pontas rotaciona nos dois sentidos. A direção

rotacional do disco determina se a ponta separada deve ser jogada para esquerda ou para direita.

Essa direção e selecionada pelo operador. Assim que as pontas da cana forem cortadas, as pontas

separadas serão descarregadas fora da colhedora e da colheita pelo movimento giratório dos

coletores.

Divisor de Linhas

Os divisores de linhas (Figura18), são projetados para ajudar na separação de linhas de

cana deitadas ou embaraçadas. Os rolos que levantam a cana funcionam com um movimento de

rosqueamento, que levanta a cana e separá-las das linha seguinte.

Cortador de Base

O cortador de base (Figura 19), é um conjunto de discos giratórios, em sentidos opostos,

com lâminas substituíveis projetadas para cortar a cana de forma limpa ao nível do solo sem dividí-

la. Eles direcionam o fluxo de cana para cima, dentro dos rolos de alimentação, com ajuda do rolo

levantador.

FIGURA 17 – Cortador de pontas. John Deere

FIGURA 18 – Divisor de linhas. John Deere

15

Rolo Alimentador

Os Rolos Alimentadores (Figura 20), regulam a velocidade da cana através da colhedora e o

comprimento do tolete. A velocidade dos rolos alimentadores em relação à do picador determina o

comprimento do tolete, determinando um comprimento específico de cana por corte do picador. Os

rolos alimentadores carregam a cana desde o cortador de base até o picador e permitem que a

alimentação da cana seja feita de forma consistente no picador.

Rolo Tombador

Os rolos tombadores duplos (Figura 21), empurram a cana para frente antes de ela ser

cortada pelo cortador de base, permitindo que caia na posição ideal para alimentação para a

colhedora. Os rolos tombadores também separam a cana para que ela se alinhe à colhedora e entre

no gargalo de maneira uniforme. Esses rolos também ajudam a alimentar a cana acomodada em

grande quantidade no gargalo e para evitar que fique pendurada na frente da colhedora.

FIGURA 19 – Cortador de base.

FIGURA 20 – Rolo Alimentador.

16

Sistema do Picador

O sistema do picador (Figura 22), corta os toletes de forma limpa e uniforme, apanhando a

cana entre duas lâminas opostas e colocando-a no elevador. Este sistema é o mais importante no

controle de qualidade das amostras de cana.

Cesta do Elevador

A cesta do elevador (Figura 23), foi projetada para coletar os talos de cana do picador e

direcioná-los para a esteira do elevador.

FIGURA 21 – Rolos Tombadores.

FIGURA 22 – Picador.

17

FIGURA 23 – Cesta do elevador.

Extrator Primário

Usando um ventilador, o extrator (Figura 24), remove o entulho, folhas e sujeira da cana

conforme ela cai na cesta do elevador. As folhas e os detritos separados são direcionados para o

solo atrás da colhedora pela tampa do extrator primário. Essa é uma parte importante do processo

de limpeza.

Elevador

O sistema de elevador (Figura 25) conduz a cana para a parte traseira ou para os lados

esquerdo ou direito da colhedora para um sistema de transbordo. A base perfurada permite que o

material solto passe por ela, sendo este um recurso adicional do processo de limpeza.

FIGURA 24 – Extrator primário.

18

FIGURA 25 – Elevador.

Extrator Secundário

Esse é o estágio final do processo de limpeza. Conforme a cana cai da extremidade do

elevador no transporte, o extrator secundário (Figura 26), também usando um ventilador, remove

o material solto restante. Os detritos separados são direcionados para fora do transporte e da

colhedora pela tampa giratória do extrator secundário.

FIGURA 26 – Extrator Secundário.

19

Fluxo da cana-de-açúcar Os anéis coletores, localizados em cada lado do cortador de pontas, agrupam as pontas da

cana para alimentar a estrutura de suporte do cortador de pontas, localizado no centro do cortador.

Os divisores de linha separam então as fileiras de canas a camadas ou entrelaçadas. Os roletes de

derrubada empurram a cana para frente e para baixo no melhor ângulo de abastecimento da

colhedora. Os cortadores de base cortam a base dos talos. O rolo lançador envia então a cana para

cima e para dentro dos rolos de alimentação que regulam a velocidade da cana, determinando

assim o comprimento do corte dos toletes pelos picadores. Os picadores produzem toletes limpos e

uniformes ao cortar a cana entre duas lâminas opostas, desprendendo os toletes depois na cesta do

elevador. Deste ponto, os toletes são enviados ao elevador. Enquanto isso, o ventilador do extrator

primário retira os detritos, folhas e sujeira da cana, direcionando-os ao solo atrás da colhedora. O

sistema do elevador envia a cana para um sistema de armazenamento localizado na parte de trás,

esquerda ou direita da colhedora. Conforme a cana é depositada da extremidade do elevador para o

transporte, o material solto restante é removido pelo ventilador do extrator secundário no estágio

final do processo. Este resíduo é direcionado para fora do transporte e da colhedora pela tampa

giratória do extrator secundário.

ENSAIOS Condições para os ensaios A condução de ensaio de máquinas colhedoras, deve ser

realizado nas condições encontradas em campo, buscando porte do canavial tendendo a ereto,

produtividade entre 80-100 t ha-1, espaçamento do plantio compatível com a bitola da máquina e

terreno em nível e sem obstáculos, além de contar com operadores com experiência e

conhecimento do processo de colheita.

A condição do canavial tem grande influência no desempenho operacional das máquinas,

por isso, há necessidade de se fazer uma caracterização geral do campo de ensaio. De acordo com

RÍPOLI (1996) deve-se conhecer:

- Comprimento médio e diâmetro dos colmos Na determinação do comprimento e diâmetro dos colmos deve ser demarcado, ao acaso e

em diferentes fileiras de plantio, cinco distâncias de 1 metro linear. Em cada uma delas serão

medidos o diâmetro e o comprimento dos colmos industrializáveis. O diâmetro será obtido no

quarto internódio basal e o comprimento tomado a partir da extremidade inferior do primeiro

internódio basal (rente ao solo) até o primeiro “dew-lap” visível na folha do colmo. Para cada uma

dessas determinações serão obtidos, os valores médios aritméticos e os desvios padrões, sendo

aceitáveis aqueles inferiores a 20%.

- Densidades médias de colmos e de matéria estranha vegetal por metro lineal Devem ser demarcadas ao acaso, nas fileiras de plantio, 20 distâncias de 10 metros

lineares. Em seguida, deve ser realizado o desponte e eliminação de eventuais folhas e palhas

aderidas aos colmos. Anota-se o número de colmos industrializáveis e determina-se, em cada

repetição, a massa correspondente. As massas de ponteiras, folhas e palhas são determinadas

20

separadamente. Por fim, determina-se a média aritmética e o desvio padrão dos dados obtidos,

sendo aceitável para os colmos um desviobpadrão de 15% e para as demais aceita-se 20%.

- Porte do canavial Esta característica diz respeito a quantidade e a posição relativa em que os colmos se

apresentam em relação ao terreno.

O porte pode ser definido como, ereto, quando o ângulo formado por ele e a superfície do

terreno for igual ou maior que 45 graus, acamado, quando esse ângulo se encontra entre 22,5 a 44

graus, e deitado, quando o ângulo é menor que 22,5 graus.

Na determinação do porte do canavial deve-se coletar, aleatoriamente, 20 amostras em

diferentes fileiras de plantio. Em cada amostra, anota-se o número de colmos em cada condição,

contidos na distância abrangida pela base do triângulo disposto longitudinalmente na fileira do

plantio, como mostrado na Figura 27.

- Teor de água do solo Para a determinação do teor de água, utiliza-se o método gravimétrico padrão, com base na

massa de solo seco em estufa, a temperatura de 105ºC por 24 horas. Retira-se, ao acaso, 10

amostras do solo na profundidade de 0 a 10 cm, o mais próximo possível da fileira de plantio e logo

após da passagem da máquina. Esta determinação permite estudar a relação entre a umidade do

solo e a probabilidade de arraste desse material junto com a matéria prima.

- Grau de maduração da cultura

O grau de maturação pode ser obtido através 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 é através da

determinação de Brix e de Pol do caldo, e Fibra % cana.

FIGURA 27 – Triângulo padrão para avaliação do porte do canavial.

21

Desempenho operacional O desempenho operacional de uma colhedora de cana-de-açúcar 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 grau de

habilitação abrange vários aspectos que podem ser reunidos nos seguintes grupos:

1. Capacidade de colheita;

2. Qualidade do processamento do produto;

3. Funcionalidade mecânica.

1. Capacidade de colheita A capacidade de colheita tem sido definida como a quantidade de trabalho, que um conjunto

de máquinas é capaz de executar na unidade de tempo. Nas colhedoras de cana-de-açúcar, este

parâmetro é caracterizado por meio da capacidade efetiva, que pode ser do tipo líquida ou bruta, e

a capacidade operacional.

A capacidade efetiva líquida é a quantidade de matéria-prima processada pela máquina na

unidade de tempo, na parcela padrão de ensaio, quando obtida por cálculos e tendo como base o

parâmetro qualitativo denominado eficácia de manipulação, sendo calculada por meio da equação:

em que,

CEl - capacidade efetiva líquida, kg s-1;

Dc - massa média de cana na linha, kg m-1;

Ne - número de linhas por eito colhido pela máquina;

Vens - velocidade da máquina durante o ensaio, m s-1;

EM - eficácia de manipulação, %.

A capacidade efetiva bruta considera a quantidade de material liberado no veículo de

transporte, sem levar em conta as perdas no campo e as impurezas contidas na carga recolhida,

sendo calculada por meio da expressão:

em que,

CEb - capacidade efetiva bruta, kg s-1;

We - produto colhido lançado no veículo de transporte durante o ensaio, kg;

Te - tempo cronometrado de ensaio, s.

A capacidade operacional de jornada é a razão entre a quantidade de cana colhida e o tempo

disponível de operação da máquina no campo, referidas a uma jornada e determina-se pela

expressão:

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em que,

COj - capacidade operacional de jornada, t h-1;

Qj - cana colhida em um dia de trabalho da máquina, t;

Tj - duração da jornada da máquina, h.

2. Qualidade de processamento do produto O processamento do material pela máquina colhedora se inicia com a captação e corte da

cana executado na plataforma de corte, prossegue no interior da máquina, visando separar a

matéria prima industrializável da matéria estranha vegetal e termina quando os toletes são

lançados no veículo de transporte.

A qualidade do processamento do material pela máquina colhedora é caracterizada pelas:

- perdas de matéria prima;

- limpeza do produto;

- qualidade tecnológica do material colhido.

A perda de matéria prima é representada por toda a cana que ficou no campo por qualquer

motivo, após a passagem da máquina. Essa perda pode ser determinada por dois métodos: direto e

analítico.

No método direto se demarca certa área no terreno, depois de efetuada a colheita, e

procede-se a catação manual de todas as porções em que se encontra a matéria prima no campo. A

seguir procede-se a pesagem do material recolhido.

No método analítico as perdas são avaliadas confrontando-se a quantidade da matéria

prima industrializável contida no produto "in natura", e aquela recolhida no veículo de transporte,

determinada por catação manual na carga, vertida sobre uma lona.

A limpeza do produto é comumente representada pela porcentagem de matéria estranha

que acompanha a matéria-prima industrializável, recolhida no veículo de transporte. Neste aspecto

influi de maneira determinante a eficiência dos ventiladores e as vibrações dos elementos

transportadores, já que eles devem ser capazes de eliminar as folhas, terra e palhas contidas na

cana cortada.

A qualidade tecnológica da matéria-prima caracteriza os padrões de qualidade do produto

colhido. Nas canas coletadas por máquinas, deve ser avaliada a porcentagem de Brix, que deve ter

um valor mínimo de 18%, a porcentagem de Pol que deve estar entre 14,4 e 15,3% e a porcentagem

da pureza, que deve estar entre 80 e 85%, os valores destes dois últimos parâmetros são mínimos

para o inicio e o fim da safra.

Para a avaliação da qualidade tecnológica da máquina, as informações devem ser tomadas

antes da passagem da mesma e no carregamento do veículo de transporte. A colhedora deve ser

capaz de manter estas características durante o processo de colheita e fazê-lo com a eficiência do

processo de corte.

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3. Funcionalidade mecânica

Quadro 1 – Valores ótimos dos parâmetros que caracterizam a funcionalidade mecânica da

colhedora

SISTEMA DE TRANSPORTE Um dos fatores responsável pelo aumento do rendimento e redução do custo de produção é

o sincronismo entre a setor agrícola e o industrial no momento da retirada da cana do campo até a

chegada à usina. Por isso há necessidade de se utilizar meios de transportes mais eficientes.

O transporte da cana até a indústria pode ser rodoviário, ferroviário e hidroviário, sendo o

primeiro o mais utilizado no Brasil. No sistema rodoviário, dependendo do conjunto utilizado pode-

se transportar de 25 a 60 toneladas de cana por viagem. Para esse fim são utilizados caminhões

com dois eixos que transportam em média 10 toneladas de cana e com três eixos que transportam

em média 15 toneladas (Figura 28).

FIGURA 28 – Caminhão com 3 eixos.

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Também são muito utilizados os reboques tracionados por caminhão ou trator (Figura 29).

FIGURA 29 – Reboque tracionado por trator.

O caminhão canavieiro que traciona dois reboques é denominado treminhão, este é

aproveitado também durante a época de plantio, um esquema dele émostrado na Figura 30. O

caminhão cavalo mecânico que traciona dois semi-reboques canavieiros é chamado de rodotrem

(Figura 31). O rodotrem, devido as suas dimensões exige um maior raio de giro em manobras. Este

veículo é muito utilizado na entre safra para outros trabalhos. Há também, no sistema de

transporte, um denominado Dolly, que é um implemento auxiliar com quinta roda onde o semi

reboque é acoplado permitindo-lhe articulação e engate à traseira de outro semi-reboque ou trator.

FIGURA 30 – Treminhão.

FIGURA 31 – Rodotrem.

Os Transbordos (Figura 32), consitem de unidades com Sistema de Levante Hidráulico, que

auxilia no transporte da cana seja ela picada ou inteira até os caminhões transportadores ou até a

indústria.

FIGURA 32 - Transbordo

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Referências Bibliográficas

CATÁLOGO DE PEÇAS - Colheitadeira de Cana-de-Açúcar CHT2500B - PC9453 – 10MAR05

(PORTUGUESE).

CRISTIANO MÁRCIO ALVES DE SOUZA – Colheita de cana-de-açúcar – Apostila de mecanização

Agrícola - UFMS.

JORNALCANA. ProCana.com. Conheça o setor. http://www.jornalcana.com.br/Conteudo/Conheca o

Setor.asp. Acesso em 21 nov. 2010.

MANUAL DO OPERADOR – Colhedora de Cana-de-açúcar John Deere 3520

MANUAL DO OPERADOR - Colheitadeira de Cana-de-Açúcar CH2500B - OMNW00185 – Edição J5

(Portuguese).

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E ABASTECIMENTO. Agricultura Brasileira em Números.

www.agricultura.gov.br. Acesso em 20 Nov.2010.

RIPOLI, T. C. C. Máquinas para colheita de cana-de-açúcar. In: MIALHE, L. G. Máquinas Agrícolas.

Ensaios & Certificação. Fundação de Estudos Agrários Luis de Queiroz. Piracicaba, SP: p.635-674.

1996.