mecanização da lavoura cafeeira - fabio moreira da silva palestra ficafe jacarezinho 2010
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Mecanização da Lavoura Cafeeira
FABIO MOREIRA DA SILVA
Departamento de Engenharia
Universidade Federal de Lavras
Feira Internacional de Cafés Especiais Feira Internacional de Cafés Especiais do Norte Pioneiro do Paraná do Norte Pioneiro do Paraná
FICAFE 2010FICAFE 2010
INTRODUÇÃO
Desde o princípio da criação, DEUS determinou ao homem tirar da terra o seu sustento
(Gêneses:3, 17 e 18)
Missão de produzir alimentos
•Homens
•Ferramentas
•Animais Domésticos
Motor Diesel
A criação do primeiro modelo do motor a diesel que funcionou de forma eficiente data do dia 10 de agosto de 1893 e foi criado por Rudolf Diesel,em Augsburg, Alemanha.
O combustível então utilizado era o óleo de amendoim, um tipo de biocombustível obtido pelo processo de Transesterificação.
Conceitos de Potência
Potência do homem 0,1 cv
A mecanização agrícola aumentou a capacidade produtiva da mão-de-obra
•Na prática um trator cafeerio faz o serviço equivalente de 50 a 100 homens.
•Uma colhedora faz o serviço equivalente de 50 a 120 homens.
Um trator cafeeiro com potência de 50cv
equivale teoricamente a 500 homens
PROCESSO PRODUTIVO DO CAFÉPROCESSO PRODUTIVO DO CAFÉ
SOLO
Água
nutrientes
Energia
TRABALHO
EXPOCAFE 2010
Mecanização e a mudança no
processo produtivo
CUSTO DA MÃ0-DE-OBRA
DIÁRIA DE R$ 21,50
ENCARGOS (43%) R$ 9,20
TOTAL R4 30,70
Custo horário R$ 3,80
101cv de potência Homem
CUSTO 38,00/h
CUSTO DA MÁQUINA
TRATOR de 60 cv – R$50,00/hora
CUSTO 0,80/h
1cv de potência Trator
Cenário da Cafeicultura do
Sul de Minas Gerais
•Região com 156 municípios
•Área de 54.614km²
•Vocação econômica: atividades agropecuárias
•População: 2,148 milhões
•População urbana: 1,715 milhões
•População rural: 432 mil (20%)
•Maior região produtora de café do país
•Área de café 500 mil ha
•Produção safra 2008 (12 milhões de sacas)
•Colheita manual: 256 mil apanhadores
Vantagens da colheita mecanizada
Menor custo operacional;
Colheita mais rápido, trabalha até 15 horas/dia;
Libera a planta mais cedo;
Maior eficiência no uso da mão de obra; Possibilita a manutenção da qualidade do grão de café;
GESTÃO DA MECANIZAÇÃO DA LAVOURA CAFEEEIRA GESTÃO DA MECANIZAÇÃO DA LAVOURA CAFEEEIRA TRATOS CULTURAIS E COLHEITATRATOS CULTURAIS E COLHEITA
GESTÃO DA MECANIZAÇÃO DA LAVOURA CAFEEEIRA GESTÃO DA MECANIZAÇÃO DA LAVOURA CAFEEEIRA TRATOS CULTURAIS E COLHEITATRATOS CULTURAIS E COLHEITA
VARIEDADES x ESPAÇAMENTO
MANEJO DO MATO- Aliado”
MANEJO DO MATO
• MATOCOMPETIÇÃO NO CAFÉ
MANEJO DO MATO=TRINCHA Uma única vez na rua
MANEJO DO MATO= ROÇADEIRAS( Simples x Dupla)
Manejo do mato
Cobertura morta
Matéria orgânica
Enleiradora Arruadora ARANHA
Importância da Colheita
25-35% de toda a mão de obra empregada;
40% de todo o custo de produção de uma saca de café;
Reflexos direto na qualidade de bebida;
CUSTO HORÁRIO DAS MÁQUINAS PARA A COLHEITA DO CAFÉ – junho/2010
CUSTO TOTAL DAS MÁQUINAS (R$/h)
MAQUINA D CM J CF C L R CV CT CT + MOCASE 42,30 258500,00 15,51 57,81 13,59 2,72 23,5 39,80 97,61 108,13TDI 42,75 261250,00 15,68 58,43 14,82 2,96 23,75 41,53 99,96 110,48K3 43,20 264000,00 15,84 59,04 14,82 2,96 24 41,78 100,82 111,34KTR 24,30 148500,00 9,90 34,20 17,29 3,46 13,5 34,25 68,45 78,97KOKINHA 10,08 30800,00 2,64 12,72 9,88 1,98 5,6 17,46 30,18 30,18Derriçadora Vital 5,04 15400,00 1,32 6,36 8,65 0,43 2,8 11,88 18,24 18,24Agromática 4 hastes 1,44 4400,00 0,04 1,48 3,71 0,37 0,8 4,88 6,36 23,19Paterline 1,44 4400,00 0,04 1,48 3,71 0,37 0,8 4,88 6,36 23,19Campanhola 1,80 5500,00 0,06 1,86 3,71 0,37 1 5,08 6,93 23,76Sthil 1,22 742,50 0,01 1,22 1,18 0,24 0,675 2,09 3,32 7,52Bruden 1,71 1045,00 0,01 1,72 1,37 0,27 0,95 2,59 4,31 8,52Dakmac 1,80 1100,00 0,01 1,81 1,37 0,27 1 2,64 4,45 8,66Huskwarna 1,80 1100,00 0,01 1,81 1,37 0,27 1 2,64 4,45 8,66Selecta H2000 12,24 37400,00 0,31 12,55 12,35 0,62 6,8 19,77 32,32 35,83Urso Branco 10,26 31350,00 0,26 10,52 9,88 0,49 5,7 16,07 26,60 33,61AB-Pinhalense 1,95 3575,00 0,04 1,99 1,24 0,06 1,1 2,38 4,37 7,88Vital VN 70 1,83 3250,00 0,04 1,87 1,24 0,06 1,0 2,30 4,17 7,68Massey 265 4 x 4 6,75 41250,00 2,06 8,81 18,53 1,85 3,75 24,13 32,94 39,95Valmet 685 cafeeiro 6,30 38500,00 1,93 8,23 14,82 1,48 3,5 19,80 28,03 35,04Massey 265 4 x 2 6,75 41250,00 2,06 8,81 16,06 1,61 3,75 21,41 30,22 37,24New Holland TL65 5,85 35750,00 1,79 7,64 14,82 1,48 3,25 19,55 27,19 34,20Trator Valmet 685 4x4 6,57 40150,00 2,01 8,58 14,82 1,48 3,65 19,95 28,53 35,54
CM – custo médio
CF – custo fixo
CV - custo variável
CT – custo total
DESEMPENHO OPERACIONAL DE COLHEITA MANUAL
Tempo de derriça 56 min./medida 70,0 %Tempo de varrição 9 min./medida 12,5 %Tempo de abanação 12 min./medida 17,5 %Tempo total 77 min./medida 100 %Desempenho oper. derriça 7 med./H/dia Desempenho oper. derriça + varrição 6 med./H/diaDesempenho oper. der. + var. + aban. 5 med./H/dia
OPERAÇÕES DE DERRIÇA MANUAL
CUSTO DA MÃO-DE-OBRA
Diária líquida R$ 35,00
Encargos sociais R$ 15,00
Custo total R$ 50,00
SISTEMA MANUAL
Produção da lavoura 30 sc/ha 35 sc/ha
Desempenho operacional 6,5 med./H/dia 7 med./H/dia
Volume derriçado 240 med./ha 280med./ha
Capacidade operacional 37 Serviços/ha 40 Serviços/ha
Custo operacional R$ 50,00/H/dia
Custo total R$ 1850,00/ha R$ 2000,00/há
Custo Parcial R$ 7,70/medida R$ 7,14/medida
SISTEMA MECANIZADO (Derriçadora motorizada)
Produção da lavoura 30 sc/ha 35 sc/há
Volume a ser colhido 240 medidas/há 280 medidas/ha
Desempenho operacional 25 med./HM/dia 30 med./HM/dia
Eficiência de colheita 85%
Volume derriçado 204 med./ha 238 med./ha
Capacidade operacional 8,0 HM/ha
Custo diária bruta R$ 55,00 R$ 60,00
Custo derriçadora R$ 27,50 R$ 27,50
Custo operacional (HM/dia) R$ 82,50 R$ 87,50
Custo derriça R$ 660,00/ha R$ 700,00/ha
Repasse (15 %) 36 med./ha 42med./ha
Desempenho repasse 3 med./H/dia a R$14,00/medida c/encargos
Custo repasse R$ 504,00/ha R$ 588,00/ha
Custo total mecanizado R$ 1230,00/ha R$ 1288,00/ha
Custo manual R$ 1850,00/ha R$ 2000,00/ha
Redução de custo 33 % 35 %
OPERAÇÕES DE DERRIÇA SEMI-MECANIZADA
OPERAÇÃO DE ABANAÇÃO
Desempenho médio da abanação manual: 4 medidas / Homem / hora
Desempenho médio das abanadoras mecânicas: 48 medidas / hora
Redução de custo em relação a abanação manual de 51%
OPERAÇÃO DE ABANAÇÃO MECANIZADA
OPERAÇÃO DE ABANAÇÃO MECANIZADA
CUSTO OPERACIONAL DA COLHEITA MANUAL SAFRA - 2009
Sistema manual
Produção lavoura 30sc/ha 35sc/ha
Desempenho operacional 5 med/H/dia 6 med/H/dia
Volume colhido 240med/ha 280med/ha
Capacidade operacional 48 Serviços/ha 47 Serviços/ha
Custo operacional liq. R$ 35,00/H/dia
Custo encargos (43%) R$ 15,00/H/dia
Custo operacional R$ 50,00/H/dia
Custo total R$ 2400,00/ha R$ 2350,00/ha
Custo parcial R$ 10,00/med R$ 8,40/med
Colheita Mecânica e Seletiva do Café
CUSTO OPERACIONAL DA COLHEITA MECANIZADA SAFRA – 2009
Sistema mecanizado
Produção lavoura 30sc/ha 35sc/ha
Desempenho operacional 55med/h 60med/h
Volume colhido 204med/ha 238med/ha
Capacidade operacional 3,9h/ha 4,2h/ha
Custo operacional 109,00/h
Custo total R$ 396,60/ha R$ 427,15/ha
Repasse (15%) 36med/ha 42med/ha
Custo parcial R$14,00/medida
Custo repasse R$ 504,00/ha R$ 588,00/ha
Custo final R$ 900,60/ha R$ 1015,15/ha
Custo parcial mecaniz. R$ 3,75/medida R$ 3,62/medida
Custo parcial manual R$ 10,00/medida R$ 8,40/medida
Redução 62% 57%
Custo operacional aluguel 200,00/h
Colhedora 780,00/ha 840,00/ha
Colhedora e repasse 1284,00/ha 1428,00/ha
Redução 47% 39%
FATORES QUE INFLUENCIAM A FATORES QUE INFLUENCIAM A COLHEITA SELETIVACOLHEITA SELETIVA
MÁQUINA
Vibração
Velocidade
Distribuição das varetas
Regulagem do freio
INFRAESTRUTURA
Descascador
Terreiro e secadores
PLANTA
Variedade: Icatú 3282, MN, Acaiá, Rubi,Catuaí
Índice de maturação: % de verdes
Uniformidade de maturação.
PRINCÍPIOS DA DERRIÇA MECÂNICAPRINCÍPIOS DA DERRIÇA MECÂNICA
Varetas vibratória
• Freqüência de vibração – regulável 550 a 1000 c/min
• Amplitude de vibração – fixo
• Impácto – maior ou menor
• Tempo de vibração – regulável, veloc. 650 a 1600 m/h
Como os grãos são derriçados
• verde - impacto
• cereja e passa - impacto e vibração
• seco - vibração
Colheita Seletiva da Planta Toda
Colheita das Ponteiras
DESEMPENHO OPERACIONAL DA COLHEITA SELETIVA
Primeira passada 650 ciclos a 950 – 1300 a 1600 m/h Tempo entre a primeira e segunda passadas – 35 dias Dias prováveis de trabalho - 30 dias Jornada média de trabalho - 15 horas Desempenho operacional primeira passada – 20 a 30 medidas/hora Volume colhido por dia - 330 medidas Área colhida - 144 ha
Segunda passada950 ciclos – 1300 a 1600 m/h Desempenho operacional da segunda passada – 40 a 50 med/hora Volume colhido por dia - 656 medida Total de café colhido mecanicamente - 4090 sacas Estimativa de cereja colhido - 40 a 60%
RESULTADOS DE PROJETO DE PESQUISA UFLA/JACTO
Avaliação da colheita mecanizada e seletiva do café em velocidades operacionais mais elevadas da colhedora (2004 a 2006).
A carga pendente média 11 L/planta
A primeira passada realizada com média de 30% de verde, 30% de cereja e 40% de secos na planta;
A segunda passada realizada 28 dias após, com média de 10% de verdes, 40% de cerejas e 50% de secos.
Introdução Objetivos Referencial teórico
Resultados e discussão ConclusõesMetodologia
Desempenho operacional da colheita com duas passadas, safra de 2005.
Eficiência de
colheita
Ciclos km h-1
L planta-1
% L planta-1 kg planta
-1L planta
-1 %
T1 650 1,64 4,17 37,91 46,82 0,533 - -T2 750 1,649 4,34 39,45 53,18 0,583 - -T3 850 1,645 5,1 46,36 58,00 0,665 - -T4 900 1,643 5,39 49,00 61,64 0,699 - -
T1 1000 2,184 3,01 27,36 36,45 0,547 1,00 83,27T2 1000 2,614 2,81 25,55 35,36 0,568 0,55 88,54T3 1000 1,064 3,44 31,27 37,36 0,672 0,48 95,36T4 1000 1,643 3,26 29,64 36,00 0,656 0,26 97,640,70
Segunda passada
1,001,080,67
0,981,511,281,39
Sobra na
planta
Eficiência de derriça
total
%
Primeira passada
Café caídono chão
Eficiência
de derriça Desfolha
Tratam
Vibração VelocidCafé
colhido
T1 R$ 1298,00 49%T2 R$ 1275,00 50%T3 R$ 1171,00 54%T4 R$ 957,00 62%Manual R$ 2545,00
Regulagem Adequada para Colhedoras
Indice de regulagem I
I = Vibração / velocidade (ciclos/metro)
Exemplo I = 850 vibr. / 1000 m/h, I = 0,85
I = (variando de 0,5 a 1,0)
I = 0,5 a 0,7 (colheita seletiva)I = 0,8 a 1,0 (colheita total)
RESULTADOS DE PROJETO DE PESQUISA UFLA
Avaliação da força de desprendimento dos frutos do café (2007).
FORÇA DE DESPRENDIMENTO DOS FRUTOS
FORÇA DE DESPRENDIMENTO DOS FRUTOS
Força de desprendimento não irrigado
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
1 8 15 22 29 36 43 50 57 64 71
Dias após inicio da colheita
F. d
espre
ndim
ento
(N
)
Cereja Verde
GERENCIADOR DE COLHEITAAvaliação da força de desprendimento dos frutos do café.
Condições para colheita seletiva• Produção: mais de 6 L/planta;• Maturação: menos que 50% de verdes; • Posição da maturação;
Operacionalização do gerenciador • Definição da variedade;• Medida de 5 frutos verdes;• Medida de 5 frutos cereja;
Respostas do Gerenciador• Colheita apta ou não;• Colheita seletiva ou plena;• Indicação da velocidade;• Indicação da vibração;• % máxima de verdes colhidos.
Limitações da Colheita Mecanizada
- Colhe no máximo 85% dos frutos em uma única passada;
- Requer o repasse manual, normalmente feito no chão;
- Com duas passadas pode dispensar o repasse, porém com volume expressivo de grãos caído no chão em média 14%;
- Perdas efetivas da colhedora de 10 a 20% da carga pendente,
Velocidade operacional (m/h)
Perdas de frutos (%)
Acaia Icatu Média
1000 6,97 7,91 7,44
1600 12,03 10,20 11,12
2000 15,36 14,45 14,91
2500 17,93 22,92 20,42
13,07 13,87 13,47
Menor perdas transportador
3400 m/h
100 rpm (monitor)
Perdas: 1,5%
As perdas nas lâminas recolhedoras normalmente são maiores no lado superior da planta, devido ao desalinhamento que chegou a ser de 20 cm.
Posição e causas das perdas
PROJETO NIVALMAQ - BARACAT
Colhedora K-3:
Largura externa diminuída em 60 cm;Largura interna diminuida em 30 cm;
Objeto: colher lavoura de 1,80 entre linhas
PROJETO UFLA/FAPEMIG/NIVALMAQ
Colhedora KORVAN e BRAUDObjetos: - desenvolver novo sistema de colheita do café
- colher lavouras mais adensadas- fazer colheita seletiva- colher em velocidades mais elevadas 3000m/h
Programa Colheita Nota 10 - COOPARAISO
• Objetivo: fomentar a colheita mecanizada para os cooperados, visando a fidelisação;
• Gerenciar a prestação de serviço mecanizado de colheita do café;
• 2 máquinas adquiridas e 10 alugadas;
• Contratação de operadores;
• Possibilidade de financiamento do serviço através de CPR para outubro
• 12.000 horas de serviço prestado;
• 249 produtores atendidos;
• 70.000 sacas colhidas;
• Valor do aluguel: R$160,00/hora
• Custo médio da medida: R$ 4,00;
Situação Adequada para Colhedoras Automotrizes
Espaçamento entre ruas de 3,6 a 4,0m; Espaçamento entre plantas 0,5 a 1,0 m; Plantas alinhadas; Curvas abertas, ruas longas; Carreadores de 6,0m; Diâmetro da saia de 2,0 a 2,3m; Altura da planta de 2,5 a 4,0 m; Declividade até 15%; Estágio de maturação Estrutura de recebimento
(terreiro, maquinário e pessoal); Querer colher mecanicamente !
EXPOCAFÉ 2011
Junho/2011
Prof. Fábio Moreira da SilvaDepto. Engenharia – UFLAFone 35 3829 14 [email protected]
“Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina”
Cora Coralina