Mecanização da Lavoura CafeeiraMecanização de Montanha

Prof. FABIO MOREIRA DA SILVA

Departamento de Engenharia

Universidade Federal de Lavras

III Simpósio de Mecanização III Simpósio de Mecanização da Lavoura Cafeeirada Lavoura Cafeeira EXPOCAFÉ 2012EXPOCAFÉ 2012

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

•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

A mecanização agrícola aumentou a capacidade produtiva da mão-de-obra

Novos Conceitos Tecnológicos

31/10/2011 O Mundo contabiliza

7 bilhões de Habitantes

Colheita Mecânica e Seletiva do Café

CUSTO OPERACIONAL DA COLHEITA MECANIZADA SAFRA – 2012

Sistema mecanizado

Produção lavoura 30sc/ha 35sc/ha

Desempenho operacional 55med/h 60med/h

Volume colhido 204med/ha 238med/ha

Capacidade operacional 4,0h/ha 4,0h/ha

Custo operacional 120,00/h

Custo total R$ 480,00/ha R$ 480,00/ha

Repasse (15%) 36med/ha 42med/ha

Custo parcial R$16,00/medida

Custo repasse R$ 576,00/ha R$ 672,00/ha

Custo final R$ 1056,00/ha R$ 1152,00/ha

Custo parcial mecaniz. R$ 4,40/medida R$ 4,10/medida

Custo parcial manual R$ 14,30/medida R$ 12,00/medida

Redução 69% 65%

Custo operacional aluguel 200,00/h

Colhedora e repasse 1356,00/ha 1512,00/ha

Custo parcial mecaniz. R$ 5,65/medida R$ 5,40/medida

Redução 60% 55%

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.

PARÂMETROS DA DERRIÇA MECÂNICAPARÂMETROS DA DERRIÇA MECÂNICA

Varetas vibratória

• Freqüência de vibração – regulável 550 a 1000 c/min

• Amplitude de vibração – fixo

• Impácto – maior ou menor (regulagem do freio)

• 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

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 1,640 4,17 37,91 46,82 0,533 - -T2 750 1,649 4,34 39,45 53,18 0,583 - -T3 850 1,645 5,10 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

LEVANTAMENTO CAFÉ-RIO DE JANEIRO - BASE 4 A 11/5/2011Primeira passada

L/Plantas CEREJA VERDE BOIA

P1 5,44 64,57 17,53 18,87

P2 11,08 55,80 25,08 23,16

P3 11,13 42,82 37,51 19,67

P4 10,44 66,23 22,01 11,47

P5 7,44 57,89 21,26 20,85

P6 12,65 71,33 16,53 12,13

P7 11,80 65,51 21,61 12,87

PADRÃO LAVOURA

SAIA CAFÉ

PARTE ALTA CAFÉ

PARTE ALTA CAFÉ

SAIA CAFÉ

PADRÃO CAFÉ 1ºLEVANTAMENTO – PIVO7

Quadrante 3

2 planta por ponto

Ponto 1 33 litros

REGULAGEM

CONTROLE VIBRAÇÃO

CONTROLE VELOCIDADE

PADRÃO CAFÉ COLHIDO COLHEDORA REGULADA

PADRÃO CAFÉ COLHIDO COLHEDORA SEM REGULAGEM

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%

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)

GERENCIADOR DE COLHEITAAvaliação da força de desprendimento dos frutos do café.

Condições para colheita seletiva• Variedade;• Espaçamento;• Produção: mais de 6 L/planta;• Maturação: % de cerejas e verdes; Operacionalização do gerenciador • Definição da variedade;• Medida de 3 frutos verdes;• Medida de 5 frutos cereja;• Modelo colhedora;Respostas do Gerenciador• Colheita apta ou não;• Colheita seletiva ou plena;• Indicação da velocidade;• Indicação da vibração;• % máxima de verdes colhidos.

COLHEITA SELETIVA COM O USO DO ETHREL

RETARDADOR DE MATURAÇÃO

NATURAL

MATURADOR

FORÇA DE DESPRENDIMENTO

Tabela 1. Influência da aplicação de retardador de maturação na Queda Natural

Tratamentos Volume (L/plt)

T1- retardador de maturação 0,131 aT2 - retardador de maturação 2 aplicações 0,149 aT3 - natural 0,215 bT4 - Maturador 0,371 c

* Não houve diferença significativa entre os tratamentos estudados para a variável força de desprendimento de frutos

Regulagem do Freio - Agressão

Sistema de varetas da colhedora

Colhedora automotriz Jacto, modelo k3 Millennium.

Avaliação da regulagem do freio dos vibradores de colhedoras na eficiência de derriça do café

MATERIAL E MÉTODOS

Desenvolvimento de uma metodologia para quantificar

o torque nos cilindros vibradores

Regulagem do torque dos cilindros vibradores.

REGULAGEM DO FREIO DOS VIBRADORES

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Eficiências de derriça

Força (kmF)

Velocidades (km.h-1)*

1,0 1,6 2,0 Média

6 87,46Ab 88,17Ab 84,34Aa 86,66A

8 89,60Ab 90,38Bb 86,48Aa 88,82B

10 88,24Ab 90,45Bb 85,51Aa 88,07B

12 87,33Aa 87,72Aa 85,45Aa 86,83A

Média 88,16b 89,16c 85,44a 87,26cv=1,51%

Valores da eficiência de derriça (%) na vibração de 950 ciclos/minuto

AVALIAÇÃO DA REGULAGEM DO FREIO DOS VIBRADORES

Perdas por queda natural dos frutos

Datas2010

Cargapendente

(L/pl)

Grau de Maturação

Porcentagem Maturação (%)

Força de desprendimento

(N) Volume varrido(L/pl)

Volume acumulado

caído no chão (L/pl)

Frutos caído chão(%)

Verde Cereja Verde Cereja

24/4 16,40 1,3 86,6 9,2 9,0 4,8 0,22 0,22 1,39

08/5 16,50 2,1 39,2 39,2 8,8 4,1 0,24 0,46 2,76

22/5 16,75 2,1 37,1 40,5 8,5 4,3 1,90 2,40 8,18

07/6 16,25 2,7 19,6 42,0 8,3 5,8 1,60 2,40 14,36

19/6 16,05 3,0 15,4 30,8 8,5 5,9 0,26 2,86 16,45

03/7 15,55 3,4 9,7 20,8 8,8 4,8 0,27 3,12 18,34

17/7 14,75 3,6 8,5 13,5 7,4 4,9 2,32 5,44 32,51

31/7 14,05 3,6 6,5 12,4 6,7 4,5 0,31 5,75 38,22

16/8 13,45 3,8 1,6 2,3 7,6 4,0 0,12 5,88 44,26

26/8 12,95 3,9 0,4 1,3 6,3 3,6 0,14 6,02 45,87

11/9 12,45 3,9 * * * * 0,15 6,17 50,27

24/9 12,05 4,0 * * * * 0,11 6,27 54,21

09/10 11,73 4,0 * * * * 0,55 6,83 58,22

Força desprendimento média 7.99 4,67 - - -

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

Preparação da colhedora

Operação de Campo

Tratamento Vibração Velocidade

Frutos caídos no

chão 

Carga penden

 

Volume colhido

Eficiência de colheita

Perdas de

colheita

Perdas de colheita

Eficiência de derriça

DesfolhaDesfolha

TotalVolume residual

Volume residual

  Ciclos/min. Km/hora L/planta L/planta L/planta % L/planta % % kg/planta kg/planta L/planta %

Primeira passada (12/06/2009), 40% de frutos cereja

T1 850 1,317   4,82 1,94 40,25 0,38 13,79 48,13 0,191   2,50 51,87

T2 950 1,338   4,82 2,09 43,36 0,31 12,91 49,79 0,183   2,42 50,21

T3 850 1,630   4,82 2,10 43,57 0,56 21,05 55,19 0,189   2,16 44,81

T4 950 1,637   4,82 2,19 45,43 0,50 18,58 55,81 0,211   2,13 44,19

Segunda passada (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T1 850 1,333 1,04 1,46 1,06 21,99 0,18 14,51 25,72 0,193 0,383 0,22 4,56

T2 950 1,329 0,93 1,49 1,12 23,24 0,23 17,03 28,00 0,222 0,406 0,14 2,90

T3 850 1,643 0,64 1,52 1,16 24,07 0,14 10,76 26,97 0,222 0,411 0,23 4,77

T4 950 1,630 0,55 1,58 1,19 24,67 0,26 17,93 30,08 0,222 0,433 0,14 2,90

Única passada (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T6 950 1,092 1,47 3,35 2,64 54,77 0,37 12,29 62,44 0,337 0,337 0,34 7,05

Colheita manual (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T7   - 1,47 3,35 3,35 100,00     100,00 0,216 0,216 - 0,00

*Produtividade media: 4,82 L/planta

*Produção beneficiada esperada por hectare: 42,2 sacas

Desempenho operacional da colheita com duas passadas da colhedora, 2009.

Resultados

Resultados

Produtividade, 2010

Teste Tukey para a produtividade em 2010 em relação à carga pendente.

TRATAMENTO Média Resultados do teste Sacas/ha

T6 (Manual) 5.62 a1 51

T5 (1 passada) 5.21 a1 47

T4 ( seletiva ) 6.17 a1 56T1 ( seletiva ) 6.55 a1 59T2 ( seletiva ) 6.57 a1 60T3 ( seletiva ) 5.52 a1 50

CV(%) = 19.21Média geral: 5.94 (54 sc/há)

Média (2 passadas): 6,20L/pl (56 sc/ha)

Tratamento Vibração Velocidade

Frutos caídos no

chão 

Carga penden

 

Volume colhido

Eficiência de colheita

Perdas de

colheita

Perdas de colheita

Eficiência de derriça

DesfolhaDesfolha

TotalVolume residual

Volume residual

  Ciclos/min. Km/hora L/planta L/planta L/planta % L/planta % % kg/planta kg/planta L/planta %

Primeira passada (12/06/2009), 40% de frutos cereja

T1 850 1,317   4,82 1,94 40,25 0,38 13,79 48,13 0,191   2,50 51,87

T2 950 1,338   4,82 2,09 43,36 0,31 12,91 49,79 0,183   2,42 50,21

T3 850 1,630   4,82 2,10 43,57 0,56 21,05 55,19 0,189   2,16 44,81

T4 950 1,637   4,82 2,19 45,43 0,50 18,58 55,81 0,211   2,13 44,19

Segunda passada (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T1 850 1,333 1,04 1,46 1,06 21,99 0,18 14,51 25,72 0,193 0,383 0,22 4,56

T2 950 1,329 0,93 1,49 1,12 23,24 0,23 17,03 28,00 0,222 0,406 0,14 2,90

T3 850 1,643 0,64 1,52 1,16 24,07 0,14 10,76 26,97 0,222 0,411 0,23 4,77

T4 950 1,630 0,55 1,58 1,19 24,67 0,26 17,93 30,08 0,222 0,433 0,14 2,90

Única passada (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T6 950 1,092 1,47 3,35 2,64 54,77 0,37 12,29 62,44 0,337 0,337 0,34 7,05

Colheita manual (08/07/2009), 17% de frutos cereja

T7   - 1,47 3,35 3,35 100,00     100,00 0,216 0,216 - 0,00

*Produtividade media: 4,82 L/planta

*Produção beneficiada esperada por hectare: 42,2 sacas

Desempenho operacional da colheita com duas passadas da colhedora, 2009.

Resultados

Sul de Minas Gerais

População estimada de

2.618.000habitantes

Composta por 156 municípios

Vocação agrícola: atividades

agropecuárias

Cafeicultura

Abrange uma área de 54614km²

Potencialidade da Mecanização do Sul de Minas

Declividade Sul de Minas Gerais

Classes de Declive Mecanização

0- 5% Extremamente Apta

5- 10% Muito Apta

10-15% Apta

15-20% Moderadamente Apta

>20% Não recomendada

TABELA 6 – Classes de declive em relação a mecanização

Mapeamento café x Declividade

Áreas cafeeiras do Sul de Minas, conforme classes de declividade

• 0-5% - 10,91% das lavouras cafeeiras;

• 5-10% - 29,87% das lavouras;

• 10 -15% - 25,96% das lavouras;

• 15- 20% - 14,93% das lavouras.

Total: 81% das lavouras cafeeiras são mecanizáveis

O potencial de expansão das colhedoras podem chegar à 1350 unidades para uma passada – colheita plena;

O potencial de expansão das colhedoras podem chegar à 2250 unidades para duas passadas – colheita seletiva;

MECANIZAÇÃO DA CAFEICULTURA DE MONTANHA

A mecanização da cafeicultura de montanha Início em 2005, Terraceamento de lavoura de 8ha, Variedade Catuaí Amarelo, Espaçamento de 2,50 x 1,50 m,Declividade média de 37%. Manejo safra zero.

Devid Ferreira

Região de Poços de Caldas

Esquema de Terraceamento

Esquema de Terraceamento

Equipamentos para o Terraceamento

Tratores super estreitos,Potência de 35 e 45 cv,

Pulverizações /atomizadorMédia 300 l/ha - 45min/ha.

Aplicação com canhão, Média 400l/ha - 5min/ha.

Desempenho operacional no manejo

Manejo do Matonos terraços

Distribuição de calcário 2500 kg/hora, 30min/ha,.

Adução manual 200Kg/homem/dia,

Adubação manual lavoura terraceada 700kg/ha.

Distribuição de calcário 2500 kg/hora, 30min/ha,.

Adução manual 200Kg/homem/dia,

Adubação manual lavoura terraceada 700kg/ha.

Lavouras produtivas - média 20 litros/cova

Colhida manual - médio de 5 medidas/homem/dia.

Com terraceamento e colheita semimecanizada 20 medidas/homem/dia.

Em lavouras mais uniforme 20 a 35 medidas/homem/dia,

Desempenho operacional na Colheita

O custo do serviço braçal safra de 2011 - R$100,00/diária, sem encargosCusto parcial de R$14,00 a 20,00 por medida. Com o terraceamento e semimecanização Custo passou a ser de R$5,00 a 10,00 por medida. Aumento da eficiência da mão de obra de 35 a 65%, Redução de custos da ordem de 50%,

Desempenho Operacional eCusto

Terraceamento em Declividade de até 60%

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

Prof. Fábio Moreira da SilvaDepto. Engenharia – UFLAFone 35 3829 14 94famsilva@ufla.br

“Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina”

Cora Coralina