Dissertação- Analises Do Sistema CCT

FEIS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA

PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

ANLISE LOGSTICA E AMBIENTAL NO SISTEMA DE CORTE,

CARREGAMENTO E TRANSPORTE DA CANA-DE-ACAR

DANIEL ARAUJO GONALVES

.

Ilha Solteira

Junho de 2012

FEIS FACULDADE DE ENGENHARIA DE ILHA SOLTEIRA

PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL


CARREGAMENTO E TRANSPORTE DA CANA-DE-ACAR

Daniel Araujo Gonalves

Orientadora: Dra. Luzenira Alves Brasileiro

Co-Orientado: Jairo Salim Pinheiro de Lima

Dissertao apresentada FEIS UNESP,

como parte dos requisitos para obteno

do ttulo de Mestre em Engenharia Civil

rea de conhecimento: Recursos Hdricos

e Tecnologias Ambientais.

Ilha Solteira

Junho de 2012

DEDICATRIA Dedico este trabalho minha Me, Terezinha, ao meu Pai Edmar, ao meu Irmo

Rafael e minha namorada Dbora pelo amor, carinho, pacincia e incentivos

prestados nos momentos mais difceis.

O nico lugar onde o sucesso vem antes do trabalho no dicionrio.

Albert Einstein

Que os vossos esforos desafiem as impossibilidades, lembrai-vos de que as grandes coisas do homem foram conquistadas do que parecia impossvel.

Charles Chaplin

http://pensador.uol.com.br/autor/albert_einstein/http://pensador.uol.com.br/autor/charles_chaplin/

AGRADECIMENTOS

Agradeo a todos que colaboraram de forma direta ou indireta para a concluso

deste trabalho.

Aos meus pais Edmar Gonalves e Terezinha da Silva Araujo Gonalves, por terem

me apoiado sempre em toda a minha vida, no medindo esforos para que eu

pudesse estar concluindo minha formao acadmica, e sendo meus exemplos pra

nunca desistir de lutar e conquistar meus objetivos.

Agradeo UNESP e ao Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil pela

oportunidade de formao qualificada e a possibilidade de obter o ttulo de mestre.

A minha Orientadora Luzenira Alves Brasileiro por estar sempre disponvel para a

orientao de minhas dvidas durante esta dissertao.

A meu Co-Orientadora Jairo Salim pela grande contribuio de sugestes dadas

para elaborao desta dissertao.

Aos Profs. Drs. Tsunao Matsumoto, Maurcio A. Leite, Jos Augusto de Lollo, Srgio

Luiz de Carvalho e Jefferson Nascimento de Oliveira pelo apoio e incentivo recebido

durante as disciplinas cursadas no meu mestrado.

A meu cunhado Marcio Rodrigues de Lima e amigo Ricardo Luis de Sousa que me

ajudaram na elaborao de minha dissertao.

A meus avs Francisco Gonalves dos Santos Sobrinho e Helena Martins Gonalves

(paternos) Eduardo Francisco Gonalves (in memria) e Joana D`arque Gonalves

(maternos) por terem criado com todo respeito e me ajudaram na minha formao.

A meu irmo Rafael Gonalves, e meus primos, tios e conjugues Adriana Gonalves;

Ana Laura Rodrigues Gonalves; Clia Martins Gusmo (in memria); Cludio

Gusmo; Clelton; Edilaine Gonalves; Edna Gonalves dos Santos Ribeiro; Eduardo

Francisco Gonalves Junior; Elaine Gonalves doa Santos Toscano; Fernanda

Castilhano; Gabriel Gonalves (in memria); Gilmar Gusmo; Henrique Castilhano;

Iara Gonalves; Jos Aparecido Toscano; Jos Eduardo Gonalves Cavalcante;

Jucelena Gonalves; Lzaro Gusmo; Leia Maria Gonalves; Liliam Gusmo; Lucas

Gonalves; Lcia Gusmo; Marco Tlio Gonalves dos Santos; Maria de Lara

Gonalves; Maria Eduarda Gonalves; Mariela Gusmo; Mario Srgio Gonalves

dos Santos; Mauro Augusto Gonalves dos Santos; Mauro Ribeiro; Max Whendell;

Nilton Ladislal Araujo; Patrcia Gonalves; Rafael Araujo Gonalves; Ricardo

Gusmo; Silvia Gusmo; Tnia Mara Arajo Rodrigues; Tas; Wlander Rodrigues.

Aos meus amigos do Departamento de Engenharia Civil, assim como meus amigos

do Departamento de Fsica e Qumica, Salmo, Joo, Michael, Ccero, Elton, Santim,

Glauco, Paulo Rebeque, Gilberto, Adilson, Junior Sumai, Wilson e todos os demais.

A toda famlia de minha namorada que me receberam muito bem durante o perodo

de estive cursando meu mestrado, Sra. Nadicir, Sr. Benedito, Fernando, Gabriel e

Luiz Otvio.

E um agradecimento especial a Dbora Silva Lima que me apoiou nos momentos

mais difceis, sempre me motivando e agentando minhas crises de nervosismos,

sempre com um sorriso no rosto.


CARREGAMENTO E TRANSPORTE DA CANA-DE-ACAR.

RESUMO

Atualmente, as usinas de produo de acar e etanol das regies sudeste e

centroeste tm iniciado investimentos em novas tecnologias, aplicadas s unidades

industriais, atividades de Corte, Carregamento e Transporte (CCT) da cana-de-

acar. O presente trabalho busca quantificar as emisses geradas pelo sistema

CCT e comparar com emisses geradas por sistema de colheita 100% manual.

O estudo foi realizado no municpio de Pereira Barreto-SP com dados da safra

2010/2011. O mtodo consiste basicamente de duas equaes: a primeira leva em

conta o consumo energtico de certa atividade da fonte mvel. A segunda equao

considera a quantidade em massa de poluente emitido por tonelada de cana

transportada, utilizando o mtodo top-down recomendado pelo Ministrio das

Minas e Energia - MME em 1999 no Balano Energtico Nacional BEN.

A emisso total de CO2 foi de 150.409,6 t na safra de 2010, considerando

procedimentos hbridos com 92% do corte mecnico e 8% do corte manual.

Empregando-se tcnicas tradicionais, considerando toda a produo feita pelo corte

manual as emisses seriam de CO2 143.986,1 t, e somando com emisses geradas

pela queima da palha, daria um total de 173.430,92 t CO2. Isto demonstra a

eficincia tanto logstica como ambiental no uso do corte mecnico.

Palavra-chave: Agroindstria sucroalcooleira. Emisses de CO2. Transporte

de cana de acar.

LOGISTICS AND ENVIRONMENTAL ANALYSIS OF THE COURT SYSTEM, CHARGING AND TRANSPORT OF CANE SUGAR ABSTRACT

Currently, the plants produce sugar and ethanol in the region have started

investing in new technologies, applied industrial units, activities Cutting, Loading and

Transport (CCT) of cane sugar. This study seeks to quantify the emissions generated

by the system and compare with CCT emissions from harvesting system 100%

manual.

The study was conducted in Pereira Barreto-SP with data from the 2010/2011

harvest. The method consists basically of two equations: the first takes into account

the energy consumption in a mobile source activity. The second equation considers

the amount by mass of pollutant emitted per ton of cane transported using the

method "top-down" recommended by the Ministry of Mines and Energy - MME in

1999 the National Energy Balance - BEN.

The total emission t. CO2 was 150,409.6 t. In the season 2010 using a mix of

92% of mechanical cutting and 8% of manual cutting, it was like before and all

production was done by manual cutting this would give a total of 143,986.1 t. CO2.

and most emissions generated by burning the straw would give a total of 173,430.92

t.CO2. This shows both the efficiency and environmental logistics in the use of

mechanical cutting.

Keyword: Sugarcane Agroindustry. CO2 Emissions. Transport of Sugar Cane.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Influncia do CO2 para aumento do efeito estufa. ........................................ 17

Figura 2 - Representao do protocolo selo verde (2011). ........................................... 21

Figura 3 - Eliminao da queima da cana no Estado de So Paulo ............................ 22

Figura 4 - Evoluo da rea plantada de cana-de-acar no Estado de So Paulo . 23

Figura 5 - Zoneamento Agroambiental no Estado de So Paulo ................................. 25

Figura 6 - Esquema logstico destacando a rea de estudo. ........................................ 29

Figura 7 - Corte de cana-de-acar manual. ................................................................... 31

Figura 8 - Colheita mecanizada .......................................................................................... 31

Figura 9 - Carregamento a partir do corte manual .......................................................... 33

Figura 10 - Carregamento em corte mecanizado. ........................................................... 34

Figura 11 - Etapa de carregamento de caminhes ......................................................... 35

Figura 12 - Representa a etapa de engate de caminho ao vago. ............................ 36



Figura 15 - Caminho de Transporte de cana de acar. ............................................. 38

Figura 16 - Produo de cana de acar da unidade em estudo ................................. 53

Figura 17 - Produo total processada pelos mtodos manual e mecnico .............. 54

Figura 18 - Produo diria processada pelos mtodos manual e mecnico ............ 55

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 - Valores mdios dos fretes por modo de transporte .................................... 40

Quadro 2 - Consumo de diesel por tonelada de cana transportada............................. 41

Quadro 3 - Consumo de combustvel no sistema CCT .................................................. 53

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Frota necessria para cada tipo de corte utilizado no sistema CCT ........ 55

Tabela 2 - Consumo de combustvel para o sistema manual ................................... 56

Tabela 3 - Consumo de combustvel para o sistema mecnico ................................ 56

SUMRIO 1. INTRODUO.............................................................................................. 15

1.1 CONSIDERAES GERAIS ........................................................................ 15

1.2 DEFINIO DO PROBLEMA ....................................................................... 17

1.3 OBJETIVO .................................................................................................... 19

1.4 JUSTIFICATIVA............................................................................................ 20

2. CENRIO SUCROALCOOLEIRO................................................................ 23

2.1 ZONEAMENTO AGROAMBIENTAL PAULISTA .......................................... 24

2.2 PROTOCOLO AMBIENTAL ......................................................................... 26

2.3 O MERCADO DE MQUINAS AGRICOLAS NO SETOR

SUCROENERGTICO ................................................................................. 27

3. SISTEMA CCT CORTE, CARREGAMENTO E TRANSPORTE ............... 28

3.1 CORTE ......................................................................................................... 30

3.2 CARREGAMENTO ....................................................................................... 33

3.3 TRANSPORTE ............................................................................................. 36

4 MATERIAL E MTODO ............................................................................... 39

4.1 CONSIDERAES GERAIS ........................................................................ 39

4.2 PARMETROS ECONMICOS PARA O TRASNPORTE DE CARGA ....... 40

4.3 DIMENSIONAMENTO E RENDIMENTO ENERGTICO DO SITEMA CCT 41

4.4 MTODO TOP-DOWN PARA O CLCULO DE GASES DE EFEITO

ESTUFA NO SISTEMA CCT ........................................................................ 51

4.4.1 Converso para unidade comum .............................................................. 51

4.4.2 Contedo de carbono ................................................................................ 52

4.4.3 Emisses de CO2 ........................................................................................ 52

5. ANLISE LOGSTICA .................................................................................. 53

6. ANLISE AMBIENTAL ................................................................................ 58

7. CONCLUSO ............................................................................................... 62

REFERNCIAS ......................................................................................... 63

15

1. INTRODUO

1.1 CONSIDERAES GERAIS

Um sistema logstico eficiente permite uma regio explorar e especificar seus

esforos produtivos naquele produto em que tem vantagem e tambm, obter ganhos

atravs das exportaes (DEMARIA, 2004). No caso, em especfico do setor

sucroenergtico, uma logstica bem planejada, visando o suprimento da indstria,

promove maior rendimento lquido, uma vez que reduz-se custos no CCT e perdas

no quantitativo e na qualidade de acar disponvel na matria prima.

Atualmente, as usinas de produo de acar e etanol da Regio Sudeste do

Brasil investem em novas tecnologias, implantando unidades industriais,

desenvolvendo atividades de Corte, Carregamento e Transporte (CCT) da cana-de-

acar e realizando o escoamento da produo, afiliando-se a cooperativas e

formando parcerias (TABOADA, 2002).

Com a proximidade do fim da colheita manual da cana-de-acar, muitas

unidades sucroalcooleiras focaram-se em modernizar seus maquinrios agrcolas,

para uma nova forma de colheita mecnica de cana-de-acar. A iniciativa de

mudana do sistema de corte manual para o sistema mecnico vem apresentando

vantagens por minimizar o impacto ambiental resultante da dispensa da queima da

cana.

O aumento da produo de acar e lcool faz com que outros setores tambm

aumentem seus lucros (MORAES, 2005). O mercado de caminhes e mquinas

agrcolas voltadas ao setor sucroalcooleiro obteve alta vendagem de implementos

(ANFAVEA, 2011).

Contudo todos esses processos de crescimento devem ser analisados com

equilbrio pois, tratando-se de um aumento de produo, evidente que tambm h

aumento no nmero de caminhes de cana-de-acar e caminhes utilizados no

escoamento de acar e lcool nas rodovias (SCHROEDER et al., 1996). Isto

16

produz um grande aumento nas emisses de gases de efeito estufa, gerado pelo

transporte, processamento da cana na usina e, sobretudo, pelo corte e queima da

palha e tratos culturais do solo (FIOMARI, 2004).

17

1.2 DEFINIO DO PROBLEMA

A atmosfera composta por gases e vrios deles interferem nas radiaes;

tanto as emitidas pelo Sol, quanto as irradiadas pela Terra (NOBRE et al., 2002).

Alguns gases so liberados diretamente por meio da absoro ou reflexo, tais como

o dixido de carbono (CO2), o metano (CH4), e o xido nitroso (N2O); outros so

liberados indiretamente, tais como os hidrofluorcarbonos (HFCs) que destroem o

oznio permitindo a passagem de ondas solares como os raios ultravioletas (PAULA

et al., 2010).

A figura 1 representa processo que ocorre quando uma parte da radiao

infravermelha emitida pela superfcie terrestre absorvida por determinados gases

presentes na atmosfera fazendo com que o calor fique retido, no sendo libertado

para fora da atmosfera terrestre chamada de efeito estufa e atua na manuteno

do clima na Terra, provocando temperaturas extremas (CERRI et al., 2009).

Figura 1 - Influncia do CO2 para aumento do efeito estufa.

Fonte: Santos (2012)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelhahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3%A7%C3%A3o_infravermelhahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Gashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Atmosfera

18

A queima da palha da cana-de-acar provoca, de uma forma em geral, os

seguintes problemas: emisso de material particulado; hidrocarbonetos (HC); e

gases do tipo monxido de carbono (CO), xido nitroso (NO) e dixido de enxofre

(SO); contribuindo para o aumento do efeito estufa (AZEVEDO et al., 2005). Ainda,

de uma forma mais particular, a queima da palha da cana-de-acar provoca

problemas respiratrios e problemas oculares (CANADO, 2003). Esses poluentes

no so liberados apenas na queima da palha; mas, tambm pelo cultivo do solo,

pela operao de mquinas agrcolas utilizadas nos servios do corte da cana-de-

acar e no carregamento dos caminhes para o transporte (BARTHOLOMEU,

2009).

Dentro da prpria unidade sucroalcooleira ocorre a liberao de gases pela

queima do bagao da cana-de-acar nas caldeiras para a co-gerao de energia e

nos processos fermentativos para produo de lcool (ZANIN, 2000). Outra fonte de

emisso de gases o transporte do lcool entre o fornecedor e o cliente (SILVA,

2009).

O ciclo de emisses de gases pelo transporte da cana-de-acar deve ser

considerado desde o cultivo at a chegada do lcool no cliente (MARQUES et al.,

2009). Um constante erro ao fazer o balano de emisses neste ciclo a grande

dificuldade para coletar dados de forma precisa; pois, geralmente, considera-se

como base de clculo apenas a emisso com a queima da palha e a quantidade de

gases absorvida pelos canaviais (CLAROS et al., 2010)

19

1.3 OBJETIVO

Avaliar os procedimentos de manejo da cana-de-acar como matria prima

para a produo industrial, e identificar os mais apropriados considerando-se a

eficincia energtica e a emisso de gases.

Comparar os sistemas de corte, de carregamento e transporte manual e

mecanizado, utilizando ferramentas de planejamento logstico, a partir de

informaes de campo, obtidos das frentes de trabalho de produo da cana-de-

acar, atendendo a demanda e oferta da matria prima para a produo de lcool e

acar, bem como, a quantificao de parmetros relacionados emisso de gases

de efeito estufa (GEE) considerando um sistema misto.

20

1.4 JUSTIFICATIVA

O aquecimento local ou ilhas de calor um fenmeno climtico que ocorre

principalmente nas cidades com elevado grau de urbanizao. Nestas cidades, a

temperatura mdia costuma ser mais elevada do que nas regies rurais prximas.

Os fatores que favorecem o aquecimento da temperatura so pouca

quantidade de verde (rvores e plantas) e alto ndice de poluio atmosfrica. A

formao e a presena de ilhas de calor no mundo so prejudiciais ao meio

ambiente, pois favorecem a intensificao do fenmeno do aquecimento global que

ocasionado pelo desequilbrio energtico no planeta causado pelo efeito estufa

(HIRATSHUKA, 2009).

O IPCC (Painel Intergovernamental para as Mudanas Climticas, estabelecido

pelas Organizao das Naes Unidas e pela Organizao Meteorolgica Mundial

em 1988) no seu relatrio mais recente diz que a maior parte deste aquecimento,

observado durante os ltimos 50 anos, se deve muito provavelmente a um aumento

dos gases do efeito estufa.

Cientistas acreditam que o aquecimento global a principal razo do aumento

da freqncia e intensidade de todas as catstrofes climticas (IQBAL; HASEGAWA

2000). Estas progressivas alteraes climticas esto induzindo as pessoas a

pensarem sobre a vida do planeta (HIRATSUKA, 2009).

O acordo do Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro assinado em

junho de 2007, caracteriza-se por antecipar os prazos de extino da queima no

Estado de So Paulo em 2014 e a Lei Estadual n 11.241/02 - Dispe sobre a

eliminao gradativa da queima da palha da cana-de-acar para evitar problemas

ambientais como aquecimento global e o efeito estufa.

Em fevereiro de 2008, a Secretaria Estadual do Meio Ambiente (do Estado de

So Paulo) informou que 141 indstrias de acar e lcool j haviam aderido ao

Protocolo, recebendo o respectivo Certificado de Conformidade Agroambiental.

http://pt.wikipedia.org/wiki/IPCChttp://pt.wikipedia.org/wiki/Organiza%C3%A7%C3%A3o_das_Na%C3%A7%C3%B5es_Unidashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Organiza%C3%A7%C3%A3o_Meteorol%C3%B3gica_Mundialhttp://pt.wikipedia.org/wiki/1988http://pt.wikipedia.org/wiki/Gases_do_efeito_estufahttp://licenciamento.cetesb.sp.gov.br/legislacao/estadual/leis/2002_Lei_Est_11241.pdf

21

Estas adeses correspondem a mais de 90% do total de cana produzida e

beneficiada em territrio paulista.

A prorrogao at 26 de junho de 2012 do Compromisso Nacional para

Aperfeioar as Condies de Trabalho na Cana-de-Acar foi um passo essencial

para a consolidao das melhores prticas trabalhistas em vigor no setor

sucroenergtico. At novembro de 2011, 237 usinas haviam aderido oficialmente ao

acordo, sendo 109 delas associadas UNICA. Este nmero equivale a

aproximadamente 45% do volume de produo. Em 2012 todas as empresas do

setor devero receber um selo que atesta o cumprimento dos termos estipulados no

compromisso.

A Figura 2 uma ilustrao do Protocolo chamado Selo Verde, lanado pelo

o Governador Alckmin no Ethanol Summit, que promove e esclarece a importncia

da bioeletricidade em 2011. Este evento foi um esforo conjunto da NICA, do

Governo Paulista e da Cmara de Comercializao de Energia Eltrica (CCEE), que

valoriza produtores e usurios de energia eltrica gerada de forma limpa e renovvel

a partir do bagao e da palha da cana-de-acar (UNICA, 2012).

Figura 2 - Representao do protocolo selo verde (2011)

Fonte: Jornal cana (2012)

22

A Figura 3 mostra a projeo dos prazos legais para o fim da colheita da cana-

de-acar com o uso prvio do fogo nas reas cultivadas pelas usinas. Essa prtica

agrcola, denominada queima controlada da palha da cana necessria para a sua

colheita manual, portanto sem o emprego de mquinas. Assim, o setor paulista se

comprometeu a antecipar, em at 14 anos, os referidos prazos (UNICA, 2012).

Figura 3 - Eliminao da queima da cana no Estado de So Paulo

Fonte: UNICA (2012)

Assinado em 2007, o Protocolo Agroambiental avanou de forma decisiva com

seus diversos objetivos, entre eles a antecipao dos prazos legais para o fim da

queima da palha de cana no Estado de So Paulo. O Protocolo estipula que a

queima estar encerrada em reas planas do Estado at 2014, e em reas com

inclinao superior a 12 graus at 2017.

Com base no Protocolo Agroambiental, foram recuperados voluntariamente

14.500 hectares (ha) de matas em So Paulo no ano de 2011, onde a indstria da

cana j mecanizou 63% da colheita e a proteo a matas ciliares em reas

controladas pela indstria da cana a maior entre todos os setores de atividade do

Estado, atingindo 260 mil hectares (JORNAL CANA, 2011).

23

2. CENRIO SUCROALCOOLEIRO

Na safra 2009/2010 foram processadas 541,9 milhes de toneladas de cana-

de-acar na regio centro sul. Deste montante, foram produzidos 26,8 milhes de

toneladas de acar e 23,73 bilhes de litros de etanol. Dados bastante

considerveis, segundo a COPERSUCAR este fato resultante da valorizao do

preo do acar no mercado de exportao, o que animou os produtores. No h

registros finalizados da safra 2010/2011, porm estima-se que seja ainda maior, uma

vez que alm do acar, o etanol combustvel teve grande valorizao

(COPERSUCAR, 2011).

A Figura 4 ilustra a evoluo da cultura da cana-de-acar no Estado de So

Paulo. Em 7 anos possvel observar todo o domnio da cultura no leste paulista.

Este aumento se deve valorizao do preo do acar no cenrio internacional, e

valorizao do etanol combustvel no mercado interno (PIMENTEL et al., 2007).

Outro ponto que favorece o crescimento da cultura de cana-de-acar no leste do

Estado de So Paulo a disposio de reas para o plantio. Na regio oeste do

estado h dificuldades de expanso das reas de cultivo pelo adensamento de

cidades e o relevo com alta declividade que desfavorece o plantio e colheita

(COELHO, 2009).

Figura 4 - Evoluo da rea plantada de cana-de-acar no Estado de So Paulo

Fonte: Adaptado Canasat (2010)

Segundo pesquisadores da UNICA o Estado de So Paulo est prximo

saturao no que se diz respeito a reas de cana-de-acar. Esta condio conduz

as grandes usinas para outros estados como Gois, Minas Gerais e Mato Grasso do

Sul (FIOMARI, 2004).

24

2.1 ZONEAMENTO AGROAMBIENTAL PAULISTA

Em setembro de 2008 o Governo do Estado de So Paulo, por meio de suas

Secretarias de Meio Ambiente e de Agricultura, definiu as diretrizes do Zoneamento

Agroambiental Paulista por meio da Resoluo Conjunta SMA n 88, de 19 de

dezembro de 1988. De acordo com o mapa do Zoneamento Agroambiental, o

Estado de So Paulo foi classificado da seguinte forma com relao s restries

ambientais ao cultivo da cana-de-acar:

I - adequada, que corresponde ao territrio com aptido edafoclimtica

favorvel para o desenvolvimento da cultura da cana-de-acar e sem restries

ambientais especficas;

II - adequada com limitaes ambientais, que corresponde ao territrio com

aptido edafoclimtica favorvel para a cultura da cana-de-acar e incidncia de

reas de Proteo Ambiental (APA); reas de mdia prioridade para incremento da

conectividade, conforme indicao do Projeto BIOTA FAPESP; e as bacias

hidrogrficas consideradas crticas;

III - adequada com restries ambientais, que corresponde ao territrio com

aptido edafoclimtica favorvel para a cultura da cana-de-acar e com incidncia

de zonas de amortecimento das Unidades de Conservao de Proteo Integral -

UCPI; as reas de alta prioridade para incremento de conectividade indicadas pelo

Projeto BIOTA-FAPESP; e reas de alta vulnerabilidade de guas subterrneas do

Estado de So Paulo, conforme publicao IG-CETESB-DAEE 1997, e

IV - inadequada, que corresponde s Unidades de Conservao de Proteo

Integral UCPI, Estaduais e Federais; aos fragmentos classificados como de

extrema importncia biolgica para conservao, indicados pelo projeto BIOTA-

FAPESP para a criao de Unidades de Conservao de Proteo Integral -

UCPI;s Zonas de Vida Silvestre das reas de Proteo Ambiental -APAs; s reas

com restries edafoclimticas para a cultura da cana-de-acar; e s reas com

declividade superior a 20%.

25

A Figura 5 ilustra as reas em potencial para o cultivo de cana-de-acar

segundo as especificaes do Zoneamento Agroambiental no Estado de So Paulo.

Figura 5 - Zoneamento Agroambiental no Estado de So Paulo

Fonte: Secretaria de Estado do Meio Ambiente, Secretaria de Estado de Agricultura e NICA (2012)

26

2.2 PROTOCOLO AMBIENTAL

O Protocolo Agroambiental estabelece a adoo de procedimentos tcnicos

pelas unidades produtoras de acar e etanol do Brasil, com o intuito de promover a

produo sustentvel para as empresas do setor sucroenergtico do Estado de So

Paulo.

Com a adoo desse programa, as companhias passaram por um processo de

acompanhamento tcnico, liderado pelo Comit Executivo do Protocolo, composto

pelas Secretarias de Agricultura e Meio Ambiente e pela direo da UNICA.

Entre os princpios do documento, destaca-se o compromisso de antecipao

dos prazos legais para o fim da colheita da cana-de-acar com o uso prvio do fogo

nas reas cultivadas pelas usinas. Anteriormente, prevista para acabar em 2021 a

queima da palha da cana nas reas mecanizveis ser completamente eliminada

at 2014. No caso das reas no mecanizveis, a antecipao ser ainda mais

pronunciada: de 2031 para 2017.

Metas diretivas do Protocolo:

Reduo dos prazos de queima da cana de 2021 para 2014 em reas

mecanizveis e de 2031 para 2017 em reas no mecanizveis;

Recuperao e proteo das reas de matas ciliares e ao redor de nascentes;

Planos tcnicos visando conservao do solo e dos recursos hdricos;

Plano de gerenciamento de resduos e de poluentes atmosfricos.

27

2.3 O MERCADO DE MQUINAS AGRICOLAS NO SETOR

SUCROENERGTICO

O mercado de mquinas agrcolas comeou aquecido em 2011. O registro de

crescimento em relao ao ano anterior foi de 16,6% (ANFAVEA, 2011). Em 2011 o

nmero total de equipamentos comercializados foi de 4,6 mil. Deste montante os

tratores de rodas lideraram as vendas com 3,3 mil unidades por ms, cujo volume de

negcios 7,2% maior que o registrado em igual perodo de 2010. Ainda de acordo

com a ANFAVEA, o segundo tipo de equipamento mais negociado foi

colheitadeira, com 616 unidades, correspondentes 43,6% de incremento sobre a

mesma base de comparao.

Segundo Milton Rego, vice-presidente da ANFAVEA, espera-se encerrar 2012

com os mesmos nveis de 2011 porque existe um volume muito bom e adequado de

vendas safra brasileira. Durante o ano espera-se flutuao nos resultados,

impulsionados pela seca na Regio Sul e forte atividade na Regio Centro-Oeste.

Outro fator citado pelo executivo o aumento de investimento para o setor

sucroalcooleiro. Acredita-se que em 2012,ser maior os investimentos para aumento

da produtividade da cana-de-acar, devido maior demanda por etanol.

As exportaes do segmento foram 5,7% maiores em janeiro com relao a

idntico ms de 2011, para 1,3 mil unidades, e na produo houve variao positiva

de 23,4%, para 6,5 mil mquinas (AUTOMOTIVE BUSINESS, 2012).

28

3. SISTEMA CCT CORTE, CARREGAMENTO E TRANSPORTE

O setor sucroenergtico iniciou um processo de evoluo nas ltimas dcadas

que garantiu destaque no setor agrcola brasileiro; tanto para produo de acar e

lcool quanto na co-gerao de energia. A indstria de fabricantes contou com a

participao de grandes centros de pesquisas na busca por inovaes tecnolgicas

para melhorar a eficincia energtica, a produtividade e a eficcia logstica adotadas

no plantio, no corte, no carregamento e no transporte CCT da cana-de-acar.

Para o setor agrcola sucroalcooleiro o grande ponto de destaque foi a

modernizao do corte da cana-de-acar, que passou a utilizar colhedeiras

mecnicas. Vale ressaltar que at meados de 2005 o procedimento predominante

era o corte manual.

A mudana para as colhedeiras no foi um processos simples. O uso destas

mquinas exige a utilizao de outras mquinas como trator-transbordo e caminhes

adequados para acondicionar a cana em pequenos colmos picados. Isto fez com

que a utilizao do sistema de corte mecnico ficasse muito mais caro em relao

ao sistema de corte manual, que emprega apenas trabalhadores braais e

ferramentas cortantes como trinchas.

A Figura 6 ilustra a rea que compreende todo o sistema logstico de uma

unidade sucroalcooleira. importante o sincronismo entre os fornecedores de cana-

de-acar, operados pela gerncia agrcola e usina operada pelo gerente industrial.

Dentro destes dois modos de gerenciamento o sistema agrcola responsvel pela

alimentao da industrial, tornando a usina dependente da boa agilidade em enviar a

quantidade de cana necessria para ser processado, o que nem sempre ocorre de

forma sincronizada.

Umas das falhas que podem acontecer durante o processamento a

insuficincia na alimentao das moendas setor de moagem de cana dentro da

usina. Este tipo de problema pode ser decorrente de chuvas, demora no

carregamento, mquinas em manuteno ou quando enviado um nmero elevado

29

de caminhes fazendo com que a capacidade de moagem mxima da usina fique

saturada. O acmulo de veculos gera filas e aumenta o tempo de espera para

descarregamento. As filas e o tempo de espera podem aumentar tambm por

problemas internos em que o volume de moagem precisa ser reduzido.

Figura 6 - Esquema logstico destacando a rea em estudo.

Fonte: Balou (1993)

O transporte da cana-de-acar deve ser feito o mais rpido possvel aps a

colheita, para evitar o acmulo de infeces e a inverso da sacarose, que so

prejudiciais ao processo industrial (GARCIA, 2008). Este transporte deve ser feito

por caminhes bi-trem ou treminhes, em bom estado mecnico para que no

retardem a chegada da cana at a indstria (BRAUNBECK et al., 2006).

O carregamento e o transporte da cana-de-acar devem ser realizados

simultaneamente logo aps o corte, para que haja um sincronismo logstico entre a

rea agrcola e a rea industrial, evitando lacunas entre o carregamento e

descarregamento dos caminhes na usina ou a necessidade de reduzir a

capacidade de moagem devido a falta de matria-prima (RIPOLI et al., 2009)

Para a realizao desta proposta de pesquisa, foi realizado um estudo sobre a

logstica da cana-de-acar que envolve o corte, carregamento e transporte da cana.

30

3.1 CORTE

Corte definido como sendo talho ou golpe com instrumento cortante com a

finalidade da retirada do colmo (caule) da cana de acar (AGUIAR et al., 2009).

Aps atingir o ponto adequado de maturao, a cana-de-acar colhida

manualmente ou mecanicamente.

O corte de cana manual realizado por um trabalhador rural, que utiliza-se de

um faco (manchete, podo, trincha) para cortar cana, fazendo movimentos

repetitivos e precisos de cima para baixo rente ao solo, aproveitando o mximo da

cana, e evitar uma m brotao de soqueira e formao de pragas. Em seguida

retira-se o ponteiro da cana, deixando apenas os colmos da cana-de-acar.

Muito criticada pela queima da palha, o corte manual est sendo pouco

utilizado, devido s emisses de gases gerados por este processo e a explorao

pela mo-de-obra de trabalhadores, que em alguns casos chegam exausto

trabalhando nos canaviais conforme ilustrado na figura 7.

Para mudar est realidade, est aumentando a cada ano a utilizao de corte

mecanizado, que utiliza-se de colheitadeira mquinas agrcolas que em geral

podem substituir 100 cortadores de cana-de-acar, reduzindo a busca por mo-de-

obra em regies distantes. Neste sistema a colheitadeira trabalha concomitamente

com um trator acoplado a um transbordo conforme figura 8.

Durante muito tempo a colheita da cana-de-acar foi feita 100 %

manualmente. A entrada das colheitadeiras mecnicas no mercado reduziu

consideravelmente aquele percentual (100%). Atualmente algumas usinas

empregam procedimentos mecnicos de coleta em mais da metade da rea de

cultivo.

Segundo dados da Secretaria do Meio Ambiente divulgado em abril (SAFRA

2010, 2011), 70% das usinas e 20% dos fornecedores do Estado de So Paulo

possuem o cultivo da cana-de-acar de uma forma mecanizada, representando

http://pt.wikipedia.org/wiki/Colmo

31

uma rea de 2,62 milhes de hectares ou aproximadamente 56% da cana plantada

em todo o Estado de So Paulo.

Figura 7 - Corte de cana-de-acar manual.

Fonte: UDOP (2012)

Figura 8 - Colheita mecanizada

Fonte: UDOP (2012)

32

A mecanizao do corte apesar de gerar uma grande economia com a mo-de-

obra pode mostrar-se prejudicial ao processo de extrao lavoura , podendo

causar uma grande queda de produo para safra posterior . Esta queda de

produo pode ser resultante da extrao da cana-de-acar pela raiz, e do peso da

prpria colheitadeira que pode esmagar as ponteiras de cana causando a m

formao dos brotos para o perodo de safra posterior.

Quanto o pagamento do corte de cana para o rurista (nome dado ao cortador

de cana), baseado no peso de cana cortada, o cortador procura agilizar o

trabalho para cumprir sua quota. Muitas vezes a cana no cortada rente ao solo,

deixando na soqueira a parte mais rica em sacarose da cana. Em alguns casos, seja

corte manual ou mecnico, esta perda pode chegar a 4,0 %.

Seja no corte manual ou mecnico a superviso da operao de

responsabilidade de um fiscal agrcola, empregado pelos fornecedores ou pela

prpria unidade sucroalcooleira. A fiscalizao da operao de colheita pode

eliminar perdas e operao desnecessrias, como abandonar grandes quantidades

de cana na lavoura, identificar possveis furos nas telas dos transbordos de cana

picada e aferir a vida til das facas das colheitadeiras.

A etapa seguida ao corte o carregamento dos caminhes, que para o sistema

de corte manual e mecnico so distintas.

33

3.2 CARREGAMENTO

Com o aumento da produo das usinas e o alto custo da mo-de-obra, o

grande incremento de carregamento mecnico se deu por volta da segunda metade

da dcada de 50, na regio centro-sul do pas, quando foram desenvolvidas

mquinas que carregavam os caminhes apanhando a cana cortada no solo e

ajeitando-a na carroceria do caminho.

A Figura 9 ilustra a forma de carregamento nos caminhes da cana cortada

manualmente, com a ajuda de carregadoras.

Figura 9 - Carregamento a partir do corte manual

Fonte: UDOP (2012)

Atualmente os tipos bsicos dessas carregadoras so montadas em tratores e

as autopropelidas. Essas mquinas so acopladas em tratores de porte mdio de 60

a 80 HP, devendo dar preferncia a tratores que possam trocar os discos de frico

de plat, sem ter necessidade de se mexer no motor ou na carregadeira acoplada.

Esta mquina possui na parte da frente um rastelo que, acionado hidraulicamente,

amontoa a cana e por meio de uma lana que possui uma garra hidrulica na

extremidade, apanha a cana estocada pelo rastelo. Tal garra, dependendo do

34

modelo da carregadeira pode levantar de 400 a 900 kg de cana por vez, a uma

altura que varia de 4,6 metros girando at 900. A produo deste equipamento de

aproximados 40 a 50 toneladas de cana por hora. A Figura 10 representa o corte

mecnico e o auxlio do trator-transbordo para posteriormente realizar o

carregamento nos caminhes.

Figura 10 - Carregamento em corte mecanizado.

Fonte: UDOP (2012)

O carregamento mecnico pode contribuir para aumentar a quantidade de

matria-prima estranha como solo, pedras, animais mortos e pedaos de metal.

Estes corpos estranhos, que se pode alcanar at 15% da massa transportada em

dias chuvosos, so enviados indstria e podem comprometer o rendimento do

sistema. A Figura 11 ilustra a etapa de carregamento dos caminhes no sistema de

corte mecnico.

35

Figura 11 - Etapa de carregamento de caminhes

Fonte: Gonalves (2012)

36

3.3 TRANSPORTE

A etapa final de transporte deve iniciar concomitante implantao da base

fsica agrcola da agroindstria. A boa sintonia entre as diferentes etapas de

processamento: corte, coleta, transporte e beneficiamento so importantes para

evitar gargalos ou vazios no sistema. Os dois casos reduzem a eficincia produtiva

e comprometem o rendimento energtico e ambiental da produo (RANGEL et al.,

2008).

Aps o carregamento dos vages das unidades transportadoras, eles so

rebocados e engatados nos caminhes que iro realizar a etapa final de transporte

at a unidade sucroalcoleira. Operaes de transporte so mostradas nas Figuras

12, 13 e 14. A Figura 12, por exemplo, registra o momento aps o carregamento do

vago e a manobra para engate do caminho ao vago. Na Figura 13 est o

momento de engate do caminho ao vago. A Figura 14 ilustra o momento da sada

do caminho com os vages para se dirigirem at a unidade sucroalcooleira.

Figura 12 - Representa a etapa de engate de caminho ao vago.


37





Para a maioria das empresas o transporte a atividade logstica mais

importante porque absorve em mdia um a dois teros dos custos totais logsticos.

38

Devido as grandes extenses que caracterizam as unidades canavieiras no

Brasil, consagrou-se o transporte rodovirio como a principal opo, apesar de nem

sempre ser a mais vivel economicamente. Tal situao reflexo da poltica

rodoviria de transportes praticada pela indstria brasileira.

Este transporte deve ser feito, geralmente, por caminhes, bi-trens ou

treminhes, em bom estado mecnico para que no retardem a chegada da cana

at a indstria. A Figura 15 mostra um caminho bi-trem em operao.

Figura 15 - Caminho de Transporte de cana de acar.

Fonte: UDOP (2012)

39

4 MATERIAL E MTODO

4.1 CONSIDERAES GERAIS

No plantio, colheita, transporte e no processamento da cana-de-acar

utilizam-se grandes volumes de combustveis fsseis que originam emisses de

GEE Gases do Efeito Estufa. Necessita-se, deste modo, arranjar um balano

energtico e de GEE para medir quais as conseqncias destas emisses no ciclo

completo de produo etanol combustvel de cana-de-acar e no seu uso como

combustvel no setor de transporte (TAVARES et al., 2010).

Neste trabalho estimou-se a frota necessria para moagem de todo o volume

de cana processado na safra 2010 e todo o volume de diesel consumido de uma

unidade sucroenergtico no muncipio de Pereira Barreto - SP. Com esses dados

calculou-se todas as emisses de gases no sistema CCT gerado pelos mtodos de

cortes manual e mecnico.

Para facilitar a comparao com outros estudos, os dados de GEE so

apresentados como emisses de toneladas de dixido de carbono (t CO2).

40

4.2 PARMETROS ECONMICOS PARA O TRASNPORTE DE

CARGA

Para determinar um modo de transporte necessrio observar certos fatores

como: preo de combustvel, incio ou trmino da safra, condies climticas, estado

de conservaes das rotas a serem utilizadas. O clculo dos perodos de transporte

simula os valores dos fretes dos principais produtos agropecurios, sem distino de

rota (GAMEIRO, 2003). O Quadro 1 mostra os valores mdios dos fretes por modo

de transporte que foi usado como custo na anlise econmica do caso em estudo.

Quadro 1 - Valores mdios dos fretes por modo de transporte

Modo de Transporte Custo (R$/t.km)

Rodovirio 0,127

Ferrovirio 0,070

Hidrovirio 0,050

Fonte : INFORME SIFRECA (2010)

No diagnstico econmico, calculou-se o custo por tonelada transportada

conforme a Equao 1.

(1) Onde:

CF - custo do frete para cada modo de transporte (R$/t);

D - distncia percorrida por cada modo de transporte (km); e

C - valor mdio do custo do frete por cada modo de transporte (R$/t.km).

41

4.3 DIMENSIONAMENTO E RENDIMENTO ENERGTICO DO

SITEMA CCT

Para dimensionar o consumo de diesel, mquinas e caminhes a serem

utilizados no sistema CCT, foi feito uma pesquisa literria e coleta de dados em uma

rea produtiva de uma destilaria na regio do Municpio de Pereira Barreto. Para

estes clculos utilizamos apenas a frota necessria para operar todo o sistema. A

anlise no levou em considerao maquinrio utilizada em cultivo de solo,

mquinas de reserva ou em manuteno. O consumo de diesel est descrito

conforme Quadro 2.

Quadro 2 - Consumo de diesel equivalente a cada tonelada de cana transportada

Mquinas Utilizadas Consumo de diesel (l/t)

Caminho de cana inteira 1,49

Caminho de cana picada 1,01

Carregadora 0,2

Colhedora 0,99

Transbordo 0,38

Trator reboque 0,58 Fonte: EBA logstica (2010).

Para estimar todo o maquinrio necessrio para transportar toda a cana a ser

processada, utilizou-se como base a planilha logstica de dimensionamento do custo

de produo fornecida pelos responsveis do setor agrcola na unidade produtora

Abaixo seguem as principais equaes utilizadas nesta fase da logstica:

Moagem total safra (2)

Onde:

MTd - Moagem total / dia ( t );

MTS - Moagem total de safra ( t );

DS - Dias de safra.

42

Volume cana a ser transportado (3)

Onde:

VCT - Volume de cana-de-acar transportado ( t );

MTd - Moagem total / dia ( t );

Mix - Porcentagem do tipo de corte utilizado.

Distncia mdia do percurso do caminho (4)

Onde:

Dmid - Distncia mdia do percurso do caminho (km);

DmF - Distncia mdia entre fornecedor e usina (km).

Capacidade lquida por conjuntos (5)

Onde:

CLC - Capacidade lquida por conjunto ( t );

Cm - Carga mdia transportada ( t );

Qcc - Quantidade de vages.

Velocidade mdia de viagem (6)

Onde:

VmV - Velocidade mdia de viagem (km/h);

Vmi - Velocidade mdia do fornecedor para usina (km/h);

Vmv - Velocidade mdia da usina para fornecedor (km/h).

43

Tempo viagem ida e volta (7)

Onde:

Tmid - Tempo mdio de viagem total (min.);


VmV - Velocidade mdia da usina para fornecedor (km/h).

Tempo operacional (total do ciclo) (8)

Tbt Onde:

TO - Tempo operacional total de ciclo (min.);

Tmid - Tempo mdio de viagem total (min.);

TC - Tempo de carregamento (min.);

Tbt - tempo de descarregamento (min.).

Tempo disponvel (9)

Onde:

Td - Tempo disponvel (min.).

Tempo disponvel por dia (10)

Onde:

Tdd - tempo disponvel por dia;

Td - Tempo disponvel (min.);

ETd - Eficincia do tempo disponvel (%).

Quantidade de viagens/dia (11)

44

Onde: QVd - Quantidade de viagem/dia;

Tdd - Tempo disponvel por dia (min.);

TO - Tempo operacional total de ciclo (min.).

Volume total viagens/dia (12)

Onde:

VTVd - Volume total de viagens/dia (viagens/dia);

QVd - Quantidade de viagem/dia;

CNT - Quant. de caminhes necessrio trabalhando (un.).

Volume de cana /caminho transportado por dia efetivo (13)

Qcc Onde:

VCpde - Volume de cana/caminhes transportado por dia efetivo (t);

QVd - Quantidade de viagem/dia;

Cm - Carga mdia (t).

Km percorrida por caminho por dia (14)

Onde:

Kmcd - Distncia percorrida por caminho por dia (Km);


QVd - Quantidade de viagem/dia.

Km percorrida por caminho ms (15)

45

Onde:

Kmcm - Distncia percorrida por caminho ms (km);

Kmcd - Distncia percorrida por caminho por dia (Km).

Km total percorrido por caminho dia (16)

Onde:

Kmtpd - Distncia total percorrida por dia (km);


TC - Total de caminhes.

Km total percorrido por ms (17)

Onde:

Kmtpm - Km total percorrido por caminho ms (Km);


Mdia litros de diesel por viagem (18)

Onde:

mLDv - mdia de diesel consumidos por viagem (l);

mCD - Mdia de consumo de diesel (km/l);

Dmid - Distncia mdia do percurso do caminho (km).

Mdia de litros de diesel por caminhes/dia (19)

Onde:

46

mLDCd - mdia de litros de diesel por caminho dia (l);

mLDv - mdia de diesel consumidos por viagem (l/viagem);

QVd - Quantidade de viagens por dia (viagens/dia).

Mdia de litros de diesel por caminhes/ms (20)

Onde:

mLDCm - mdia de litros de diesel por caminho ms (l);

mLDCd - mdia de litros de diesel por caminho dia (l).

Mdia de litros de diesel total por dia (21)

Onde:

mLDTd - mdia de litros de diesel por dia (l);



Mdia de litros de diesel total por ms (22)

Onde:

mLDTm - mdia de litros de diesel por ms (l);

mLDCm - mdia de litros de diesel por caminho ms (l).

Rendimento Energtico (23)

Onde:

RE - Rendimento energtico (t/Km/l);

Kmcd - Distncia percorrida por caminho por dia (km);

47


VCpde - Volume de cana/caminhes transportado por dia efetivo (t);

QVd - Quantidade de viagens/dia.

Quantidade de Caminho Necessrio para Trabalho (24)

Onde:

CNT - Quantidade de caminho necessrio para trabalho;

VCT - Volume cana a ser transportado (t);

VCped - Volume de cana/caminhes transportado por dia efetivo (t).

Quantidade total de Caminhes (25)

Onde:

TC - Total de caminhes;

CNT - Quantidade de caminho necessrio para trabalho;

%CO - porcentagem de caminhes na oficina.

Toneladas de cana por caminho por dia total? (26)

Onde:

TTcd - Tonelada de cana por caminho por dia;

VCT - Volume de cana a ser transportado (t);


Julietas Engatadas (27)

48

Onde:

je - Julietas engatadas;

CNT - Quantidade de caminho necessrio para trabalho.

Horas de moagem (ptio indstria) (29)

Onde:

hM - Horas de moagem (h);

VCT - Volume de cana a ser transportado (t);

Vmi - Velocidade mdia fornecedor do? para indstria (km/h);

Cm - Carga mdia (t).

Total de Julietas de cana inteira (30)

Onde:

Tjci - Total de julietas de cana inteira;

je - Julietas engatadas;

jvp - Julietas vazias no ptio da industria;

hM - horas de moagem;

jbvFC - Julietas bate-e-volta nas frentes de carregamento;

%jm - porcentagem de julietas em manuteno.

Total de Julietas (31)

Onde:

Tgi - total de julietas;

49

Tjci - Total de julietas de cana inteira;

Tjcp - Total de julietas de cana picada.

Total de caminhes necessrios (32)

Onde:

TCn - Total de caminhes necessrios;

TCci - Total de caminhes para cana inteira;

TCcp - Total de caminhes para cana picada.

Rendimento de colheitadeira por dia (33)

Onde:

Rtcd - Rendimento em toneladas de colheitadeira por dia (t);

VCT - Volume de cana transportada (t);

Tco - Total colheitadeira.

Trator transbordo (34)

Onde:

TTrtr - Total trator transbordo;

Rtcd - Rendimento toneladas de colheitadeira por dia (t);

Tco - Total colheitadeira.

Rendimento dia por transbordo (35)

Onde:

50

Rtdtr - Rendimento do transbordo (t/dia);

Trtrco - Trator transbordo / colhedora;

Rtcd - Rendimento toneladas de colheitadeira por dia (t).

Trator reboque por carregadora (36)

Onde:

Trrc - Trator reboque por carregadora;

VCTci - Volume de cana picada transportado (t);

Rtcd - Rendimento toneladas de colheitadeira por dia (t).

Total de carregadora (37)

Onde:

Tca - Total de carregadora

VCTci - Volume de cana inteira transportado (t);

Rtcd - Rendimento toneladas cortadores por dia (t).

Total trator reboque (38)

Onde:

TTrre - Total de trator reboque;

Tca - Total de carregadoras.

51

4.4 MTODO TOP-DOWN PARA O CLCULO DE GASES DE

EFEITO ESTUFA NO SISTEMA CCT

4.4.1 Converso para unidade comum

A estimativa das emisses de GEE pelo mtodo top-down recomendada pelo

Ministrio das Minas e Energia - MME em 1999 no Balano Energtico Nacional

BEN, prev a converso de todas as medidas de consumo de combustvel para uma

unidade comum:

CC = CA x Fconv x 45,2 x 10-3 x Fcorr (38)

Onde:

1 tEP(Brasil) - 45,2 x 10-3 TJ (tera-joule = 1012 J);

CC - consumo de energia em TJ;

CA - consumo de combustvel (m3, l, kg);

Fconv - fator de converso da unidade fsica de medida da quantidade

de combustvel para tEP (tonelada equivalente de petrleo), com base

no poder calorfico superior (PCS) do combustvel (valores podem variar

de ano para ano, de acordo com a publicao anual do BEN pelo MME

www.mme.gov.br). Os valores do ano 2000 dos Fconv so: gasolina

(0,771 tEP/m3); lcool anidro (0,520 tEP/m3); lcool hidratado (0,496

tEP/m3); diesel (0,848 tEP/m3); gs natural seco (0,857 tEP/103m3);

Fcorr - fator de correo de PCS para PCI (poder calorfico inferior). No

BEN, o contedo energtico tem como base o PCS, mas para o IPCC, a

converso para unidade comum de energia deve ser feita pela

multiplicao do consumo pelo PCI. Para combustveis slidos e lquidos

o Fcorr = 0,95 e para combustveis gasosos, o Fcorr = 0,90, conforme

Ministrio da Cincia e Tecnologia MCT.

52

4.4.2 Contedo de carbono

A quantidade de carbono emitida na queima do combustvel deve ser calculada

conforme segue:

QC = CC x Femiss x 10-3 (39)

onde,

QC - contedo de carbono expresso em GgC (Giga grama de carbono);

CC - consumo de energia em TJ;

Femiss - fator de emisso de carbono (tC/TJ). Os valores do IPCC, 1996

e MCT, 1999 dos Femiss so: gasolina (18,9 tC/TJ); lcool anidro (14,81

tC/TJ); lcool hidratado (14,81 tC/TJ); diesel (20,2 tC/TJ); gs natural

seco (15,3 tC/TJ);

10-3 - tC/GgC

4.4.3 Emisses de CO2

Finalmente, as emisses de CO2 podem ser calculadas de acordo com a

expresso abaixo, lembrando que em funo dos respectivos pesos moleculares, 44

t CO2 corresponde a 12 t de C ou 1t CO2 = 0,2727 t C.

E CO2 = EC x 44/12 (40)

onde,

E CO2 - emisso de CO2;

EC - emisso de C.

Para os clculos de consumo de diesel e capacidade de transporte do setor

agricola para a usina, adotou-se os seguintes parmetros: um caminho de

carregamento de lcool transporta 45 m3 de lcool, densidade mdia do lcool 0,810

g/cm3 (USINA SANTA ADLIA S.A., 2011).

53

5 ANLISE LOGSTICA

Nesta etapa foi calculada a frota necessria para a moagem de todo o volume

de cana colhido na safra 2010 na unidade em estudo e o volume de combustvel

consumido em cada fase da operao do sistema CCT (Corte, Carregamento e

Transporte).

O Quadro 3 apresenta o consumo de combustvel para cada tipo de mquina

utilizada no sistema CCT. A Figura 16 apresenta a produo de cana de acar na

unidade sucroalcooleira que foi utilizada como estudo de caso.

Quadro 3 - Consumo de combustvel no sistema CCT

Tipo de Mquina Consumo (l/t)

Carregadora 0,20

Trator reboque 0,58

Caminho de cana inteira 1,49

Colhedeira 0,99

Trator de transbordo 0,38

Caminho de cana picada 1,01

Fonte: Usina Santa Adlia (2012)

Figura 16 - Produo de cana de acar da unidade em estudo


54

A anlise logstica foi aplicada a partir dos dados de produo do ano de 2010

que resultou em 2.448.294 toneladas de cana-de-acar moda durante 208 dias do

ano. A moagem mdia diria foi 11.771 toneladas/dia, em um processo misto de

92% de corte mecnico e 8% de corte manual. Portanto, a quantidade de cana-de-

acar transportada pelo modo mecnico foi igual a 10.829 toneladas/dia e pelo

modo manual foi de 924 toneladas/dia. A Figura 17 apresenta os valores da

produo total de cana de acar no ano de 2010 processados pelos mtodos

manual e mecnico. A Figura 18 apresenta os valores da produo diria de cana de

acar no ano de 2010 processados pelos mtodos manual e mecnico.

Figura 17 - Produo total processada pelos mtodos manual e mecnico


55

Figura 18 - Produo diria processada pelos mtodos manual e mecnico


A Tabela 1 apresenta de forma simplificada todos os tipos de mquinas

agrcolas necessrios em cada sistema de colheita e transporte de cana-de-acar.

Estes resultados foram calculados com base no volume mdio de carga que cada

equipamento consegue transportar, para serem utilizados no dimensionamento da

frota necessria para a operao de toda a safra de 2010.

Tabela 1 - Frota necessria para cada tipo de corte utilizado no sistema CCT

Tipo de mquina Mecnico Manual

Caminho 18 2

Julieta 36 5

Carregadora - 2

Trator reboque - 3

Colheitadeira 22 -

Trator de transbordo 44 -

A Tabela 2 apresenta o consumo de combustvel utilizado para o

processamento da produo de cana de acar referente safra de 2010 pelo

mtodo manual do sistema CCT, que foi igual a 195.914 toneladas para o caso em

56

estudo. Estes resultados foram calculados com base nos valores de consumo para

cada tipo de mquina apresentados no Quadro1.

Tabela 2 - Consumo de combustvel para o sistema manual

Tipo de mquina Consumo (m3)

Caminho 291,8

Carregadora 39,2

Trator reboque 113,6

Consumo Total 444,6

A Tabela 3 apresenta o consumo de combustvel utilizado para o

processamento da produo de cana de acar referente safra de 2010 pelo

mtodo mecnico do sistema CCT, que foi igual a 2.223.010 toneladas para o caso

em estudo. Estes resultados foram calculados com base nos valores de consumo

para cada tipo de mquina apresentados no Quadro1.

Tabela 3 - Consumo de combustvel para o sistema mecnico

Tipo de mquina Consumo (m3)

Caminho 2.275,0

Colheitadeira 2.229,9


Consumo Total 5.360,8

O sistema de corte manual gasta em mdia de 15 a 20 minutos mais tempo do

que o sistema de corte mecnico no carregamento, consequentemente ocorre um

aumento no tempo de ciclo.

A intensidade do uso de colheitadeira acarretou uma modernizao nos

caminhes utilizados para o transporte. Pois, sem o uso da colheitadeira a cana era

transportada em unidade inteira e com o uso da colheitadeira e cana transportada

em colmos.

57

Os caminhes modernos conseguem transportar quantidades de cana picada

muito maiores do que os veculos usados anteriormente para o transporte de cana

inteira e tambm no necessitam de trs conjuntos de vages como anteriormente,

mas apenas dois conjuntos de vages. Este fato alm de aumentar a eficincia do

transporte, aumenta a segurana no transporte.

58

6 ANLISE AMBIENTAL

A atmosfera composta por gases e vrios deles interferem nas radiaes,

tanto as emitidas pelo Sol, quanto as irradiadas pela Terra. Alguns gases so

emitidos diretamente, tais como o dixido de carbono (CO2), o metano (CH4) e o

xido nitroso (N2O); enquanto outros so emitidos indiretamente, tais como os

hidrofluorcarbonos (HFCs) que destroem o oznio permitindo a passagem de ondas

solares do tipo raio ultravioleta (PAULA, et al., 2010).

O plantio, a colheita, o transporte e o processamento da cana-de-acar

utilizam grandes volumes de combustveis fsseis que originam emisses de GEE

Gases do Efeito Estufa. Portanto, necessita-se equacionar um balano energtico de

GEE para estimar as conseqncias destas atividades no ciclo completo de

produo do etanol combustvel da cana-de-acar, e no seu uso como combustvel

no setor de transporte.

Segundo Paula et al (2010), na safra 2006/2007 do Centro-Sul do Brasil a

emisso mdia de Gases de Efeito Estufa (GEE) foi de 71,61 t/ha nos processos que

no usaram a queima da cana de acar; e nos processos em que foi usado a

queima da cana, a emisso foi da seguinte forma: material particulado 0,286 t/ha;

xido nitroso (N2O) 0,0358 t/ha; monxido de carbono (CO) 2 t/ha e gs metano

(CH4) 0,2048 t/ha.

Estima-se que 241 kg de dixido de carbono so liberados na atmosfera para 1

tonelada de acar produzido. Isto equivale a 2406 kg de dixido de carbono por

hectare de rea cultivada e 26,5 kg de dixido de carbono por uma tonelada de cana

processada (FIGUEREDO, et al., 2010).

Segundo MACEDO et al. (2004), ao adotar o processo da queima da cana-de-

acar antes da colheita, para cada tonelada de colmo sobram 145 kg de matria

seca (MS), e esta matria seca constituda 101 kg de palha. A queima dos 101 kg

de palha emite 0,286 kg de gs metano (CH4) e 0,00825 kg de gs nitroso (N2O).

59

A anlise ambiental, que consiste no clculo da emisso de CO2 (dixido de

carbono) na atmosfera, foi feita com base nos resultados da anlise logstica,

utilizando o mtodo Top-Down.

A Tabela 4 apresenta os resultados do consumo de energia para o sistema

manual calculado pela Equao 38. A Tabela 5 apresenta os resultados do consumo

de energia para o sistema mecnico calculado tambm pela Equao 38.

Tabela 4 - Consumo total de energia pelo sistema manual

Tipo de mquina CC (TJ)

Caminho 10,21

Carregadora 1,37

Trator reboque 3,97

Total 15,55

Tabela 5 - Consumo total de energia pelo sistema mecnico

A Tabela 6 apresenta os resultados do contedo total de carbono emitido pelo

sistema manual calculado pela Equao 39. A Tabela 7 apresenta os resultados do

contedo total de carbono emitido pelo sistema mecnico calculado tambm pela

Equao 39.

Tipo de mquina CC (TJ)

Caminho 79,58

Colheitadeira 78,00


Total 187,52

60

Tabela 6 - Contedo de carbono emitido pelo sistema manual

Tipo de mquina QC (GgC)

Caminho 2,02

Carregadora 0,28

Trator reboque 0,80

Total 3,14

Tabela 7 - Contedo de carbono emitido pelo sistema mecnico

Tipo de mquina QC (GgC)

Caminho 16,07

Colheitadeira 15,76


Total 37,88

A Tabela 8 apresenta os resultados da quantidade total de dixido de carbono

emitida pelo sistema manual calculado pela Equao 40. A Tabela 9 apresenta os

resultados da quantidade total de dixido de carbono emitida pelo sistema mecnico

calculado tambm pela Equao 40.

Tabela 8 - Emisso de dixido de carbono pelo sistema manual

Tipo de mquina CO2 (t)

Caminho 7.559,9

Carregadora 1.015,6

Trator reboque 2.943,1

Total 11.518,6

61

Tabela 7 - Emisso de dixido de carbono pelo sistema mecnico

Tipo de mquina CO2 (t)

Caminho 58.940,33

Colheitadeira 57.774,47

Trator de transbordo 22.177,11

Total 138.891,91

A emisso total de CO2 foi de 150.409,6 toneladas na safra de 2010, para o

caso em estudo, usando o sistema hbrido, composto por 92% de corte mecnico e

8% de corte manual. Se o sistema CCT tivesse sido realizado somente com corte

manual, resultaria em uma emisso de CO2 igual 143.986,1 toneladas, somada

emisso gerada pela queima da palha resultaria um total de 173.430,92 toneladas

de CO2/ano.

De um modo geral, a unidade sucroalcooleira em estudo conseguiu reduzir em

2010 a rea da queima da cana de acar para 8% do total de produo, utilizando

92% de corte mecnico em toda sua produo de cana-de-acar. A meta nacional

para 2014 de 15% de reduo.

Mesmo assim, no se pode estimar a quantidade correta de poluentes

lanados na atmosfera; pois deveria ser considerada toda a emisso gerada desde o

cultivo da cana de acar, durante a respirao da planta, no transporte, na queima

do bagao nas caldeiras at o processo de destilao.

62

7 CONCLUSO

O sistema mecnico possui um rendimento maior do que o sistema manual no

tempo, porm o consumo de combustvel das mquinas agrcolas maior do que o

consumo das mquinas utilizadas no corte manual.

Ainda, o sistema mecnico gera uma quantidade menor de emisso de gases

na atmosfera por no necessitar de queimar da palha da cana de acar.

Esses resultados demonstraram um eficiente sistema logstico e ambiental com

base no domnio do corte mecnico, em relao ao corte manual para o sistema

CCT.

De todo modo, pode-se concluir com base na realizao deste estudo que, em

geral, a unidade em estudo est reduzindo as emisses de CO2 na atmosfera com o

uso eficiente do corte de cana mecnico.

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