Como a velocidade de avanço e o comprimento do talhão afetaram diretamente o custo da operação de colheita pela sua influência na capacidade de trabalho das colhedoras, estudou-se comparativamente o custo da operação em função da velocidade, para talhões com comprimento de 500 e 1.000m, como pode ser visto nas Figuras 40 e 41. Analisou-se o custo dessa operação com colhedoras de uma linha e duas linhas até velocidades de 7 e 4km h-1
respectivamente, considerando que a partir desse valor a potência média utilizada excederia a potência nominal dos seus motores, quando operando em áreas com os níveis de produtividade considerados no estudo.
Figura 40. Custo da colhedora em função da velocidade de avanço para talhões de 500m.
Figura 41. Custo da colhedora em função da velocidade de avanço para talhões de 1.000m.
Para todas as colhedoras, o custo da operação de colheita caiu com o aumento da velocidade de avanço. No caso da colhedora convencional de uma linha observou-se que o custo diminuiu até aproximadamente a velocidade de 6km h-1, a partir da qual a diminuição foi
menos significativa. Isso decorreu do fato que a partir de aproximadamente 6km h-1 o ganho na
capacidade de colheita não aumentou significativamente, como pode ser visto na Figura 42. Por sua vez, o comprimento do talhão influenciou o custo de modo pouco significativo em todas colhedoras, em função principalmente dos ganhos progressivamente menores na eficiência operacional em talhões com comprimentos maiores que 500m.
Figura 42. Capacidade das colhedoras em função da velocidade de avanço.
Analisou-se a seguir os principais parâmetros que mais influenciaram o custo da operação de colheita com as colhedoras em estudo, operando em diferentes velocidades, como observado nas Figuras 43 a 46, sendo eles os correspondentes à reparos e manutenção, combustível e lubrificantes, custo de capital e mão de obra.
Figura 44. Efeito da velocidade no custo da colhedora Conv-2L.
Figura 45. Efeito da velocidade no custo da EBL-4L.
A maior componente do custo da operação correspondeu aos reparos e manutenção, o qual se apresentou estável com o aumento da velocidade como resultado do critério adotado para sua estimativa. Esse valor resultou da relação entre o valor total gasto em manutenção durante a vida útil da colhedora e sua vida útil no ponto econômico de troca da máquina, a qual foi calculada em massa de cana colhida. Os dados apresentados por Banchi et al. (2012), levantados em mais de trinta usinas, mostraram que o custo com reparos e manutenção da colhedora convencional de uma linha aumentou significativamente ao longo da sua vida, o que permitiu calcular sua vida útil ou ponto ideal de troca em aproximadamente 12.000h ou 400.000Mg. Com essa informação os autores apresentaram o valor da vida útil da colhedora de uma linha e o total gasto com manutenção nesse período de tempo, cuja relação correspondeu a um valor constante no tempo de vida. Os autores encontraram que o gasto com manutenção, durante toda a vida útil da colhedora convencional de uma linha, representou cerca de 165% do seu valor de aquisição.
A magnitude do custo de manutenção colocou um alerta sobre a necessidade de uma avaliação mais detalhada sobre a natureza dessas manutenções no sentido de reduzi-las com base em materiais, tratamentos térmicos, simulações, dimensionamento, mudanças de princípio e controle da operação, assim como monitoramento de parâmetros de operação como parte dos recursos de manutenção preditiva. A manutenção preditiva pode ser definida como um monitoramento em tempo real dos mecanismos, por meio de indicadores, para tomada de decisões sobre o momento oportuno de manutenção antes da falha, de forma a reduzir os tempos que a máquina fica parada por manutenção. Esse monitoramento pode ser remoto para todas as colhedoras da frota, realizado em uma central de monitoramento, acompanhando temperaturas, pressão, vazão e contaminação de óleo hidráulico, assim como vibrações, temperatura e velocidade de rotação de motores, bombas e mancais que permitam prever falhas e programar sua manutenção durante paradas regulares de manutenção.
A construção da EBL na forma de uma estrutura modular também pode ser uma alternativa para se reduzir o tempo que a máquina fica inoperante por causa de eventual manutenção corretiva. Seu princípio é que para a manutenção de uma peça defeituosa ou na iminência de defeito, mostrada nos indicadores de monitoramento, possa-se substituir o conjunto mecânico inteiro, no qual está a peça, rapidamente por outro. Desse modo, a máquina é liberada em menor tempo e as correções da peça defeituosa ocorrem paralelamente à operação por uma equipe e em um ambiente adequados. Um exemplo seria a troca das facas do cortador
de base substituindo rapidamente todo o disco de corte por outro já com facas novas ou recuperadas.
Para todas as colhedoras, o consumo de combustível permaneceu constante com o aumento da velocidade como consequência de suas duas componentes, que foram o consumo para o deslocamento e o consumo para o processamento, que aumentaram com a velocidade na mesma proporção que a quantidade de massa colhida. Ou seja, a relação entre essas quantidades, que foi o consumo por massa de material colhido, permaneceu constante. O custo de lubrificantes foi calculado como uma porcentagem do custo de combustível, portanto permaneceu também constante com o aumento da velocidade de deslocamento.
O custo de combustível apresentou pequena redução, da ordem de 0,20 R$ Mg-1,
entre as colhedoras convencionais de uma e duas linhas, com redução ainda menor, da ordem de 0,10 R$ Mg-1, entre as colhedoras de linhas múltiplas de quatro e seis linhas. Existiu, no
entanto, uma redução mais acentuada, da ordem de 2,00 R$ Mg-1, entre a colhedora
convencional e as de linhas múltiplas. Isto como consequência da maior quantidade colhida por unidade de massa deslocada sobre o terreno e do processo de colheita que demandou menos energia nas operações de ordenamento e corte de base dos colmos.
O custo de capital diminuiu com o aumento da velocidade como consequência do aumento da capacidade de colheita, do que resultou um menor custo por quantidade de cana colhida. A participação do custo de capital no custo total diminuiu na medida em que aumentou o número de linhas colhidas simultaneamente, isto como consequência da redução do investimento por massa de material colhido, que caracterizou as colhedoras de linhas múltiplas. Observou-se também que o custo de capital diminuiu de forma não linear com o aumento da velocidade, com tendência a se estabilizar para velocidades acima de aproximadamente 7km h-1. Este comportamento surgiu como resultado da redução da eficiência
operacional com o aumento da velocidade, Figura 47, fazendo com que a massa de material colhido tivesse um aumento progressivamente menor para velocidades mais altas. Cabe observar que, mesmo com o custo de capital se estabilizando, o aumento da velocidade continuou a aumentar a quantidade de cana colhida com efeito positivo de redução no tamanho da frota.
Figura 47. Eficiência operacional da operação de colheita em função da velocidade de avanço.