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Mecanização da cana-de-açúcar


A mecanização da cana-de-açúcar tem apresentado um processo de aprimoramento contínuo desde 1975, fundamentada na padronização de operações, adequação da potência dos tratores à implementos com maior capacidade de trabalho, programação e controle da manutenção, treinamento de operadores, incorporação de novos equipamentos para plantio, aplicação de torta e eliminação de soqueira, entre outros. Essa evolução contribuiu para que os custos de produção, no Brasil, se tornassem os menores do mundo.Pode-se afirmar que os principais responsáveis por essa evolução foram os próprios técnicos das usinas, apoiados por fabricantes regionais de implementos que compartilhavam o espírito intuitivo de desenvolvimento, visando à redução de custos, assim como simplicidade e qualidade das operações. Esse processo evolutivo tende a se estabilizar, com ganhos cada vez menores, na medida em que os processos foram aprimorados até o patamar tecnológico atual.

O ciclo de produção da cana-de-açúcar envolve operações que demandam níveis elevados de energia mecânica se comparado com outras culturas. Entre essas operações, encontram-se o revolvimento ou preparo do solo para o plantio, o transporte de insumos para o plantio e tratos culturais e a colheita/retirada de aproximadamente 100 t/ha de produção, incluindo o palhiço, na medida em que seu aproveitamento seja implantado.

O preparo do solo e o tráfego agem de forma antagônica sobre o solo. O preparo desagrega o solo para criar um ambiente propício para o desenvolvimento da planta, e as rodas ou esteiras dos equipamentos produzem o efeito contrário, ao quebrarem a estrutura do solo, provocando adensamento e redução da porosidade. Em ambos os casos, são necessários investimentos em equipamentos e energia que produzem efeitos que agem contra a sustentabilidade. A planta requer uma disposição de partículas de solo espacialmente distribuídas para permitir a infiltração de água, a circulação de gases e a propagação das raízes, dentro de um arranjo estruturalmente frágil.

As rodas promovem uma reacomodação das partículas que reduz a porosidade do solo ao criar um arranjo de partículas estruturalmente forte para suportar as cargas atuantes.

Principais equipamentos agrícolas

A tabela abaixo lista uma relação dos principais equipamentos agrícolas utilizados atualmente no processo de produção da cana-de-açúcar. O modelo de mecanização atual envolve um esquema de preparo do solo convencional que utiliza operações pesadas de subsolagem, gradagens médias e pesadas ou aração.

  Atividades
Preparo do solo Calagem
Subsolagem
Gadagem
Adubação
Plantio Sulcação, adubação e cobertura mecânica
Distribuição manual de mudas
Tratos Culturais Cultivo tríplice operação 2L
Colheita Manual (70%)
Mecânica picada 1L
Transporte Treminhão

L: Linhas de plantio, trato cultural ou colheita processada por passada do equipamento.

Mecanização alternativa

A mecanização agrícola usada atualmente na produção da cana-de-açúcar define certas práticas agronômicas, principalmente em função da bitola dos tratores e das colhedoras, que acabam influenciando o espaçamento de plantio. Com isso, ficam também estabelecidas as principais dimensões de equipamentos de preparo do solo, plantio e cultivo.

Esse modelo comercial se caracteriza por uma alta rigidez tecnológica que restringe mudanças estruturais necessárias para abordar três fatores que formam um triângulo tecnológico interligado e que são inadiáveis no cenário atual da agricultura canavieira: a interrupção das queimadas, a prática do Plantio Direto no palhiço e a redução do tráfego intenso de equipamentos praticado atualmente nos canaviais. O plantio da cana pode ser feito, e já é feito por algumas usinas, diretamente sobre o palhiço da própria cana ou sobre o palhiço de soja ou amendoim remanescente do ciclo de rotação de culturas.

As condições para a implantação do Plantio Direto da cana estão, portanto, muito favoráveis, a não ser pelas restrições impostas pelo sistema de mecanização utilizado atualmente. Embora a condição de pisoteio intenso praticado atualmente na colheita mecânica não possa ser eliminada em curto prazo, é necessário ponderar sistemas alternativos, envolvendo, por exemplo, técnicas de controle de tráfego, cujo desenvolvimento e implantação não dependem de resultados da pesquisa de fronteira e que estão ao alcance dos recursos da engenharia e da capacidade de investimento do setor canavieiro.

Pode-se antecipar um primeiro passo de evolução tecnológica para o cenário de 2015, que contempla o desenvolvimento das colhedoras-2L com corte simultâneo de duas linhas, de forma a reduzir o pisoteio a 50% do valor atual e diminuir a restrição topográfica de mecanização de 12% para 22%, aproximadamente. Um segundo passo de evolução de tecnológica seria dado para o cenário de 2025, que contempla a introdução das Estruturas de Tráfego Controlado (ETC´s) com bitola extralarga, de 20m a 30m, com restrição topográfica da ordem de 40% e que viabiliza a introdução da técnica de plantio direto.

Pilares da mecanização canavieira

Os dois pilares principais da mecanização da cana-de-açúcar são o trator agrícola e a colhedora de cana picada. Esses equipamentos definem ou influenciam fortemente o desenho geométrico das glebas, padrão de tráfego no campo, assim como o tamanho e a concepção da maioria dos outros equipamentos utilizados no processo produtivo.

O sucesso da eliminação das queimadas e da implantação do plantio no palhiço depende de uma alternativa de mecanização que reduza significativamente os níveis de tráfego praticados atualmente. O controle de tráfego por meio de ETC’s é apresentado como um caminho promissor para viabilizar simultaneamente os três vértices do triângulo tecnológico proposto. O efeito nocivo do tráfego sobre a estrutura do solo é muito evidente quando o solo se encontra bem estruturado, em condições favoráveis para o desenvolvimento da planta e com boa resistência à erosão hídrica. Na medida em que o solo encontra-se mais compactado e seco, o efeito dos pneus se torna menos perceptível. Mesmo que esses efeitos sejam pouco significativos nos meses secos do inverno, quando acontece a colheita, eles são fortemente nocivos nos meses de início e fim de safra em que as precipitações são mais intensas.

Tráfego controlado

O controle de tráfego mantém trilhas compactadas permanentemente, evitando assim o custo associado ao círculo vicioso de compactação e descompactação praticado no sistema de Plantio Convencional.

Na mecanização convencional, o tráfego, mesmo que controlado, atinge faixas com 0,8m de largura, espaçadas de 1,5m, ou seja, aproximadamente 50% da área é atingida pelos pneus ou esteiras dos equipamentos de colheita ou transporte. As bitolas estreitas dos tratores e colhedoras promovem a condição de tráfego ilustrada abaixo, onde cada pequeno retângulo representa a passagem de duas rodas, o que indica que existem entrelinhas de plantio pelas quais trafegam 32 pneus durante o ciclo de produção da cana planta.

Deve-se destacar que, para viabilizar o Sistema de Plantio Direto na cana-de-açúcar, torna-se necessário um sistema de mecanização que reduza drasticamente o tráfego com relação ao Sistema de Mecanização Convencional atualmente em uso.

Número de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-açúcar na mecanização convencional com controle de tráfego

Número de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-açúcar na mecanização convencional com controle de tráfego

Estruturas para tráfego controlado

Os resultados das pesquisas, combinados com as observações em escala comercial de várias culturas agrícolas, juntamente com a experiência em escala comercial, e específica em cana-de-açúcar, da usina São Martinho, permitem antecipar com bastante segurança que o Plantio Direto, se combinado com o tráfego controlado com bitolas maiores, da ordem de 10m ou 15m, deve resultar em redução de custos, ganhos de produtividade e redução nas perdas de solo com seus correspondentes efeitos positivos nos recursos hídricos.

Uma estrutura de bitola larga está ilustrada a seguir, denominada de Estrutura para Tráfego Controlado (ETC) em que o tráfego se concentra em linhas específicas para essa função, fortemente compactadas, sendo que o resto da área não recebe tráfego e fica dedicada exclusivamente à planta, sem compactação. Nessa ilustração, o tráfego atinge uma de cada 10 entrelinhas de plantio e ainda em 50% de sua largura, o que representa 5% da área total, ou seja, 1/10 da área trafegada no cultivo convencional, mesmo que com controle de tráfego. O número de passadas indicado na figura corresponde ao sistema de Plantio Direto, fator que também contribui para reduzir bastante o tráfego.

Número de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-açúcar no esquema de mecanização com estruturas de tráfego controlado (ETC)

Número de passadas de pneus nas entrelinhas de plantio da cana-de-açúcar no esquema de mecanização com estruturas de tráfego controlado (ETC)

Para a realização das operações agrícolas com ETC`s, os implementos são acoplados à estrutura que se desloca ao longo do talhão sobre as faixas de rodagem, com 80cm de largura, permanentemente compactadas e situadas paralelamente às áreas cultivadas. As operações consideradas para o caso da ETC, visando a um esquema de Plantio Direto em cana-de-açúcar, são: eliminação de soqueiras, sulcação, plantio, pulverização, cultivo e adubação, assim como colheita e transporte interno às áreas de cultivo. Ficam eliminadas no sistema de Plantio Direto as operações de aração e gradagem, sendo que a operação de subsolagem pode ser utilizada esporadicamente até a consolidação do Plantio Direto ou incorporada ao equipamento de sulcação para ser realizada simultaneamente com o plantio.

Para se plantar ou colher a área cultivada, a ETC efetua várias passadas trafegando as mesmas faixas de rodagem. Os implementos acoplados à ETC são, a cada passada, deslocados transversalmente sobre a estrutura, de acordo com sua largura de trabalho, para processar uma nova faixa. Esse deslocamento corresponde a duas linhas no caso da colheita e a 4 linhas no caso do plantio. Ao completar a operação sobre a área com largura de 15m, localizada entre duas faixas de rodagem consecutivas, a ETC se posiciona sobre o carreador, gira em 90 graus suas 4 rodas e se desloca no sentido longitudinal da estrutura até se posicionar frente a área adjacente a ser processada. A largura e o comprimento da ETC, em configuração de transporte, correspondem aos limites dimensionais fixados pelo Conselho Nacional de Trânsito (Contran).

Na operação de colheita, a cana é coletada de duas linhas de plantio em cada passada da estrutura. O material colhido é transportado por meio de uma esteira até a extremidade da ETC, onde é armazenada em um contêiner. Ao completar um contêiner, o fluxo é desviado para o segundo, localizado no extremo oposto da ETC, e o primeiro é basculado para uma carreta de transbordo, quando a ETC atinge o próximo carreador. A operação posterior de transferência de carga para os caminhões de estrada permanece nos padrões atuais de cana picada.

Foram realizadas simulações comparativas de investimentos e custos para a colheita e retirada da cana dos talhões, utilizando colhedoras convencionais e ETC no caso da destilaria padrão com capacidade de 2.000.000 t/safra e 170 dias úteis de safra. Em ambos os casos, foram considerados o sistema de cana picada operando com carretas de transbordo puxadas por tratores. Foi adotada, para o estudo, uma ETC com estrutura tipo treliça e 15m de largura. Nessas condições são necessárias 14 colhedoras de cana picada e 28 conjuntos trator-transbordo para o sistema convencional ou 9 ETC’s com 18 conjuntos trator-transbordo para o sistema de tráfego controlado. Analisando-se os custos de mecanização, listados abaixo, verifica-se que, com a utilização do binômio Plantio Direto – ETC, é possível obter redução de custo de produção agrícola da ordem de 15%, considerando o custo de produção da cana em 40 R$/tc.

Cabe destacar também que as reduções de custo são particularmente importantes pelo atrativo que representam para o produtor na fase inicial de implantação da nova tecnologia, sendo que, no longo prazo, novos e maiores benefícios devem surgir, em função da melhor estruturação do solo, da conservação da umidade e do solo, sem deixar de considerar as vantagens resultantes da eliminação das queimadas e o aproveitamento energético do palhiço.

Operação Convencional (5 cortes) ETC (5 cortes) ETC (10 cortes)
Cana Planta
1 – Subsolagem 88,3 0,0 0,0
2 – Aração 79,6 0,0 0,0
3 – Gradagem 34,0 0,0 0,0
4 – Plantio 243,7 214,8 214,8
5 - Colheita 451,0 270,1 270,1
6 - Transbordo ou empilhadora 282,6 39,8 39,8
  100% 44% 44%
  Cana Soca
7 – Colheita 1807,6 1.080,5 2.431,2
8 - Transbordo ou empilhadora 1.130,3 159,3 358,4
  100% 72% 65%
9 – Total [ R$ / ha] 4117,1 1764,5 3314,3
10 – Total [R$ /ha] 21,2 15,3 13,8

O tráfego controlado utilizando estruturas largas ou ETC`s se apresenta como uma opção para viabilizar o Plantio Direto da cana, no palhiço, com colheita sem queima prévia; portanto, pode ser considerado como parte indivisível do triângulo tecnológico que se completa com o Plantio Direto e a eliminação das queimadas.