Desempenho de Tractores Florestais Processadores
Introdução
Dentre os fatores que influem no desempenho de um processador florestal
"harvester", tem-se a considerar: o operador, as características
mecânicas, ergonômicas, as condições de manutenção, a idade da máquina, o
estado da arte do talhão e do povoamento florestal, as propriedades físico-
mecânicas dos materiais lenhosos processados, as circunstâncias do clima e do
ar atmosférico, dentre outros.
Quatro modelos de "harvesters" foram avaliados no Japão por YAMADA
(1995), cujas florestas se caracterizam por três aspectos principais: alta
densidade de plantio, terreno acidentado e ramos de árvores rijos e finos. As
máquinas ensaiadas foram: a) um processador Hitachi EX120 com cabeçote Valmet,
trabalhando com fustes inteiros e um outro modelo idêntico, dotado de lança
telescópica, operando no sistema de toros curtos, ambos com 11,8 toneladas e
efectuando desbaste sistemático; b) um modelo Tohr 987S, com cabeçote
processador SMT, com extensão na lança, pesando 8,9 toneladas, efectuando
desbaste sistemático e selectivo em terreno ondulado e acidentado; c) um
Komatsu PC120, com cabeçote FMG, de 12,3 toneladas, operando em desbaste
selectivo em povoamentos e ramais de colheita. As principais conclusões aludem
que no desbaste operado pelo cabeçote Valmet houve redução no espaço de
trabalho e as árvores remanescentes foram pouco danificadas. A colheita de
fustes inteiros teve resultados. Foi observada a necessidade de operar com
bastante cuidado em desbastes para evitar injúria em árvores remanescentes e,
consequentemente, reduzindo a capacidade de trabalho. O "harvester"
Tohr realizou desbaste com suficiente espaço de trabalho. A máquina Komatsu não
teve boa eficiência de trabalho e resultou em mais árvores danificadas, tendo
operado em povoamento de segundo desbaste, com árvores de maiores volumes e
dimensões. Quanto à manobrabilidade, concluiu que uma escavadora de 12
toneladas, utilizada como máquina-base, está superdimensionada para operação de
desbastes, o que não ocorreu apenas com o "harvester" Tohr. Para
reduzir o número de árvores remanescentes danificadas é contraindicada a
adopção de desbastes no sistema de fustes inteiros. E, no primeiro desbaste, a
derrubada sistemática e selectiva devem ser efectuadas simultaneamente.
SEIXAS et al. (1995) pesquisaram alternativas de colheita e transporte primário
de madeira em desbastes de povoamentos entre 32-39 anos de idade de Pinus taeda
e P. caribaea no Estado do Alabama, Estados Unidos, com o objectivo de avaliar
o tipo e a quantificação de disturbância do solo. Estudaram cinco métodos de
desbaste envolvendo: (a) abate, processamento com motosserra e transporte com
tractor florestal autorrecarregável; (b) idem, empregando amontoamento com
cavalos; (c) derrube com tractor, "feller-buncher", processamento com
motosserra e extracção com "forwarder"; (d) derrubada e processamento
com "harvester" projectado para desbastes, cabeçote fixo e transporte
com "forwarder"; (e) idem, cabeçote móvel. Concluíram pela
similaridade quanto à alteração física do solo entre os tratamentos avaliados,
ressalvando que o "harvester" com rodado triciclo e cabeçote fixo
produziu maior área de solo alterado.
Estudando três sistemas de desbaste de Pinus na California, Estados Unidos,
HARTSOUGH et al. (1994) concluem que a maior disturbância do solo observada no
sistema de toros curtos foi causada pelo patinamento do rodado sobre as trilhas
de percurso de um "harvester" em solo firme de 35% de declive.
Contudo, ponderam que, na maior parte da área colhida, a cobertura de resíduos
florestais cobrem as trilhas de extracção, onde não são observados sulcos
produzidos pelo "harvester".
Trabalho experimental foi conduzido em unidade de produção florestal de relevo
plano, no Estado de Minas Gerais, Brasil, por SANTOS e MACHADO (1995),
empregando "harvester" Caterpillar 930R, dotado de grua Valmet-
Implemater, com alcance de 8 m e cabeçote processador Valmet, em colheita de
eitos de cinco linhas de um povoamento de Eucalyptus sp, de sete anos de idade,
com 25 m de altura e DAP de 18 cm. Concluiu-se que o tempo de processamento
esteve correlacionado com o volume por árvore, com coeficiente de determinação
R2 igual a 0,8950. O processamento da madeira foi o elemento que mais consumiu
tempo do ciclo operacional. A produtividade da processadora foi optimizada no
volume por árvore de 0,34 m3, tendo sido mínimo o custo de processamento para
esse volume.
HUYLER e LEDOUX (1999), trabalhando com "harvester" em desbastes
selectivos e sistemáticos de diversas espécies madeireiras em Vermont, Estados
Unidos, concluem que povoamentos com árvores de volumes entre 0,1982 m3a 0,5097
m3 produzem entre 13,1391 m3a 20,7847 m3 por hora efectiva de máquina.
Assim, esse trabalho teve o objectivo de pesquisar o desempenho de
processadores florestais, operando em condições de campo e em diversas fases do
ciclo de colheita mecanizada, segundo uma metodologia de avaliação momentânea.
Material e métodos
As principais características do ensaio são resumidamente apresentadas no
Quadro 1.
Quadro 1 - Características das processadoras florestais e das condições de
colheita
Processadores A e C:
A processadora florestal A, montada sobre rodado de pneus de baixa pressão e
alta flutuação, tem eixos, motrizes, accionados por motor do ciclo Diesel, de
seis cilindros, turboalimentado, com potência bruta de 152 kWa a 1.800 rpm.
Dotada de lança telescópica, com momento máximo de levantamento de 168 kN.m,
alcance de 8,40 m e ângulo de giro de 195o (TIMBERJACK, 1997). O cabeçote
"harvester" é composto por dois rolos de aço com prensores, de
accionamento electro-hidráulico que efectua a alimentação e o transporte
longitudinal de toros, possibilitando o processamento da madeira, com
capacidade para processar árvores com diâmetro máximo de 0,60 m.
Processador B:
Processadora florestal com estrutura de escavadora para obras civis. Montada
sobre rodado de esteiras de 71 cm de largura e garra dupla, accionada por motor
turboalimentado do ciclo Diesel, de seis cilindros, com potência bruta de 100
kWa a 1.800 rpm. Lança telescópica com momento máximo de levantamento de 57
kN.m e alcance de 10,5 m (CATERPILLAR, 1997). Cabeçote "harvester" de
fabricação finlandesa, accionado por circuitos hidráulico e eléctrico,
destinado a operações de corte, derrubada, desrama, destopo, descascamento e
toragem. Não efectuava descascamento no momento do ensaio. Cabeçote projectado
para colheita do género Pinus e afins, operando em fase experimental com o
género Eucalyptus.
A processadora florestal A operou em povoamento constituído de clone de
Eucalyptus saligna Smith, de sete anos de idade, sem adubação, procedendo o
corte, derrubada, desrama, desponte, descasque e traçamento, para obtenção de
toros de 5,60 m de comprimento, na Fazenda Ponte Alta, da Companhia Votorantim
de Celulose e Papel, no município de Salto de Pirapora, Estado de São Paulo,
Brasil. O declive da área oscila entre 0-4%.
A processadora B trabalhou em exploração de primeiro corte de povoamento de
Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, com adubação, de oito anos de idade, com DAP
médio de 18 cm, resultante de programa de melhoramento genético da Companhia
Suzano de Papel e Celulose, realizando corte, derrubada, desrama, desponte e
traçamento, obtendo toros de 2,40 m de comprimento, com casca, na Fazenda São
Roque, município de São Miguel Arcanjo, Estado de São Paulo, Brasil. O declive
da área está entre 6-10%.
A processadora C operou em povoamento de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, de
oito anos de idade, resultante de processo de melhoramento genético para
produção de celulose. A colheita florestal consistiu de corte, derrubada,
desrama, desponte, descasque e traçamento, obtendo toros de 5,50 m de
comprimento médio. O ensaio foi efectuado na Fazenda Kamaracy, da Companhia
Votorantim de Celulose e Papel, no município de Itapeva, Estado de São Paulo,
Brasil. O declive da área está entre 2-6%.
Na determinação dos tempos e movimentos dos ciclos operacionais de colheita
utilizou-se indistintamente métodos de medição de tempo individual e contínuo,
nesse último caso englobando um conjunto de duas a três operações mecanizadas
concomitantes do ciclo de colheita e beneficiamento de madeira. Empregou-se uma
bateria de cronómetros digitais marca Timex, com aproximação de 0,01 segundos,
efectuando-se registos de tempos operacionais parciais ou acumulados.
A análise de variância foi efectuada com emprego de regressão, com aplicação do
teste 't' de Snedecor. Pesquisa de modelos de regressão foi efectuada pelo
método dos polinómios ortogonais, para dados sem repetição, segundo FERREIRA
(1996).
Resultados e discussão
1) Processador A:
a) Corte e derrubada:
A avaliação de desempenho na execução das operações florestais mecanizadas de
corte+derrubada no povoamento de Eucalyptus saligna Smith, com emprego da
máquina florestal A, demonstrou não ter ocorrido associação entre a produção de
toros longos beneficiados e o tempo dispendido nessa etapa da colheita
florestal. A análise de regressão efectuada entre esses parâmetros não foi
significativa. Tal resultado pode ser atribuído à desuniformidade em dimensões
(DAP e altura) dos indivíduos do povoamento, condição resultante de
características genéticas próprias da espécie.
b) Descascamento:
Foi significativa no nível de 95% de probabilidade a análise de regressão
efectuada entre o tempo empregado na operação de descascamento de árvores do
povoamento de Eucalyptus saligna Smith e a respectiva produção de madeira
processada e beneficiada, na forma de toros longos descascados de 5,60 m de
comprimento médio (Figura 1).
Figura 1 - Diagrama de dispersão entre ln do tempo de descascamento de árvores
de eucalipto e produção de madeira beneficiada, para a processadora A.
Esse resultado indica que no ensaio efectuado com a máquina florestal A, de
descascamento de árvores inteiras, despontadas e desramadas, a produção de
madeira processada e descascada sob a forma de toros longos constituiu-se em
uma variável matemática dependente do tempo operacional efectivo de
descascamento. Consequentemente, a operação de descasque reflecte as condições
adequadas de funcionamento da processadora e ao nível de treinamento alcançado
na empresa. O coeficiente de determinação (R2 = 0,1287), obtido na análise de
regressão efectuada, indica baixa correlação entre a produção de madeira
descascada e o tempo operacional efectivo. O modelo de regressão que explica
essa operação florestal pode ser expresso pela equação:
y = 0,695749 ln x + 1,123990 (1)
em que:
x= tempo efectivo de descascamento de árvores de E. saligna Smith, em segundos;
y = produção de madeira colhida, processada e descascada, em número de toros
longos.
c) Traçamento:
Ocorreu associação matemática entre os parâmetros: a) tempo de traçamento de
árvores inteiras de Eucalyptus saligna Smith e b) o respectivo número final de
toros longos processados produzidos (Figura 2).
Figura 2 - Diagrama de dispersão entre ln do tempo de traçamento de árvores de
eucalipto e produção de madeira em toros, com a processadora A
Embora ocorra desuniformidade dendrométrica no povoamento florestal estudado,
ou seja, heterogeneidade quanto às dimensões de árvores (DAP e altura), fato
atribuído a características próprias da espécie, esse aspecto certamente pouco
influenciou a correspondência funcional entre tempo de toragem e madeira
produzida. Esse resultado atribui-se ao ajustamento automático e ágil das
garras de aço do mecanismo de accionamento hidráulico que efectua a apreensão,
transporte longitudinal e toragem da espécie florestal colhida, embora
considerando-se a variabilidade entre diâmetros do material processado.
O modelo de regressão que traduz a correspondência funcional, nesse caso, é uma
equação logarítmica de primeiro grau, do tipo:
y = 1,117965 ln x + 0,458232 (2)
onde:
x= tempo unitário de traçamento de árvores inteiras de E.saligna Smith, em
segundos;
y = produção de madeira processada, em número de toros longos por árvore.
O coeficiente de determinação (R2 = 0,2749) obtido na análise de regressão para
o traçamento, maior que a verificada para o descascamento, indica que a
processadora florestal A apresentou melhor desempenho na primeira operação
mecânica que na segunda, nas condições do ensaio.
2) Processador B:
a) Corte:
Não foi significativa a regressão efectuada entre os parâmetros tempo efectivo
de corte para derrubada de árvores de Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, de
oito anos de idade e a produção de madeira em toros de 2,40 m de comprimento
processadas, no nível industrial, para abastecimento de unidade fabril. Assim,
não ocorreu associação entre tais parâmetros avaliados, nas condições do
ensaio. Considerando a relativa uniformidade do povoamento de Eucaliptus
grandis Hill ex Maiden em fase de colheita e processamento pelo
"harvester" B, tal resultado é atribuído à utilização do cabeçote
processador modelo E (Quadro 1) em carácter experimental em floresta de
eucalipto, uma vez que apresenta características básicas de projecto que o
indicam para colheita do género Pinus e afins, como Picea e Cuninghamia, em que
tem sido utilizado habitualmente.
b) Derrubada e traçamento:
Mostrou-se significativa a análise de variância com emprego de regressão entre
a) tempo efectivo de derrubada+traçamento de árvores do povoamento de
Eucalyptus grandis Hill ex Maiden, de oito anos de idade e b) produção de
madeira sob a forma de toros curtos, com casca, produzidas pelo processamento
com uso do "harvester" B, em condições de operação comercial (Figura
3).
Figura 3 - Diagrama de dispersão entre o ln do tempo de derrubada e traçamento
e a produção de madeira beneficiada respectiva, utilizando a processadora B
Factores como homogeneidade do povoamento em diâmetro e altura, decorrente de
programa de melhoramento genético adoptado pela empresa, associado ao nível de
treinamento de operadores, podem justificar a interdependência funcional entre
os parâmetros de produção avaliados. O emprego do cabeçote
"harvester" E, utilizado em carácter experimental, efectuando corte,
derrubada, desrama, desponte e toragem, indica que não influi negativamente no
desempenho da máquina nessa operação.
A correspondência funcional verificada entre produção de toros curtos
comercialmente viáveis e tempo operacional de derrubada+traçamento pode ser
expressa por modelo de regressão logarítmico, com a seguinte expressão:
y = 4,537001 ln x ' 5,827788 (3)
em que:
x = tempo de derrubada+traçamento de árvores de E.grandis Hill ex Maiden,
segundos;
y = produção de madeira, em número de toros curtos processados e com casca.
O coeficiente de determinação (R2 = 0,5398) obtido nessa análise sinaliza a
correlação média verificada entre o conjunto das operações mecanizadas de
derrubada e traçamento, incluindo-se a desrama e o desponte e a produção final
de madeira em termos de número de toros curtos beneficiados.
3) Processador C:
a) Corte:
Ocorreu associação entre tempo de corte de árvores de povoamento do Eucalyptus
grandis Hill ex Maiden, de oito anos de idade, efectuado pela processadora C e
a respectiva produção de toros longos no estágio final do processamento (Figura
4).
Figura 4 - Diagrama de dispersão entre ln do tempo de corte, em segundos e o
número de toros processados, empregando a processadora C
Atribui-se esse resultado à menor variabilidade dendrométrica do povoamento
florestal, à topografia e ao relevo suave-ondulado da área de colheita, bem
como ao estágio de treinamento do operador. O modelo que representa a
correspondência funcional observada entre os parâmetros de produção pode ser
expresso pela equação:
y = 1,042383 ln x + 3,869483 (4)
onde:
x = tempo efectivo de corte de árvores de E. grandis Hill ex Maiden, segundos;
y = produção industrial de madeira, em número de toros longos beneficiados.
O coeficiente de determinação (R2 = 0,3528) indica que ocorreu baixa correlação
entre os parâmetros de produção avaliados, para as condições do ensaio.
b) Derrubada, descasque e traçamento:
Não ocorreu associação entre tempo efectivo dispendido no conjunto de três
operações de colheita florestal mecanizada (derrubada+descasque+traçamento), em
que não foram consideradas operações secundárias intermediárias de desrama e
desponte.
Tal resultado pode ser devido à metodologia utilizada, tendo sido efectuada a
apropriação conjunta e de forma contínua de três operações simultâneas do ciclo
de colheita florestal, em que os tempos mortos de operações secundárias possam
ter ocorrido e influenciado de modo significativo o erro experimental.
Conclusão
O melhor desempenho técnico-económico nas operações mecânicas de colheita
florestal de madeira é atribuído ao processador B, sobre rodado de esteiras, em
que ocorreu associação funcional entre produção de toros beneficiados e tempos
operacionais de execução de derrubada e traçamento, segundo uma correlação
média, embora não tenha ocorrido em operação isolada de corte de derrubada.
Um segundo patamar na classificação de desempenho operacional pode ser
atribuído ao processador C, sobre rodado de pneus, que obteve uma correlação
razoável na correspondência funcional na avaliação nos tempos de corte de
derrubada, embora não tenha apresentado tal associação em operações conjugadas
de colheita.
O processador A apresentou baixas correlações em operações isoladas de
descasque e traçamento e não evidenciou correspondência funcional nas operações
de corte de derrubada.
