Colhedoras

Aliados produtivos

Novas tecnologias na agricultura, como as presentes nas colhedoras de grãos, podem proporcionar ganhos em eficiência, porém entender o seu funcionamento e dominar ajustes e calibrações são fundamentais para atingir a eficiência da operação

Amecanização da colheita das lavouras evoluiu muito, no entanto ainda não atingiu seu máximo. Algumas culturas ainda requerem considerável avanço tecnológico para que se viabilize a colheita mecanizada, para tanto a colheita de grãos já avançou consideravelmente e o agricultor tem acesso a soluções de diferentes formas e níveis tecnológicos para a colheita mecanizada (Molin, 2010).

No sistema de produção de grãos vigente no Brasil, sem o preparo convencional do solo, a colheita passou a ser, na maioria dos casos, a operação mais cara, e a colhedora, a máquina mais complexa e com maior custo de aquisição. No nosso ambiente de cultivos do Centro-Sul do Brasil, em que boa parte das lavouras agrícolas permite duas safras por ano (verão e inverno ou safra e safrinha), o agricultor possui maior otimização da utilização das máquinas contribuindo para diluir o custo do capital das colhedoras.

A colhedora é uma máquina projetada e construída especialmente para colher e trilhar diferentes espécies de grãos de várias culturas agrícolas (Portella, 2000).

SISTEMAS QUE COMPÕEM AS COLHEDORAS DE GRÃOS A colhedora de grãos deve ser analisada e entendida pelos sistemas que a compõem, que são sistema de corte (ou despiga), alimentação, trilha, separação, limpeza, transporte e armazenamento (Molin, 2010). A Figura 1 demonstra os sistemas que

Fotos Charles Echer

compõem as colhedoras de grãos.

SISTEMA DE CORTE OU ARRANQUIO (DESPIGA) As plataformas de corte de colhedoras podem ser de dois tipos básicos, as rígidas e as flexíveis. As plataformas rígidas não possuem sensores embutidos, visto não manterem contato com o solo, e são empregadas na colheita de culturas de corte alto, como, por exemplo, trigo, arroz, milho e outras (Conte, 2013). Já plataformas flexíveis são capazes de executar movimentos de subida, descida e inclina

Sistemas de trilha e separação: saca-palhas (acima), sistema híbrido (centro) e rotor axial (abaixo)

ção, a fim de reproduzirem a topografia do terreno onde atuam. Estas plataformas de corte flexíveis são empregadas principalmente para colheita de leguminosas (fabaceae), as quais podem executar o corte rente ao solo e possuem sensores destinados a analisar a altura da plataforma em relação ao solo, que são posicionados nas laterais esquerda e direita (Molin, 2010). Os principais benefícios das plataformas flexíveis são que trabalham nas mais variadas irregularidades do solo e oferecem alta produtividade, mesmo em condições adversas. No caso de plataforma segadora (trigo, ar

Fotos Charles Echer

Diferentes tipos de plataformas: de caracol (acima) e draper (centro e abaixo), que permitem maior flexibilização e leitura do terreno

roz, soja, cevada), o componente principal é o molinete, responsável por conduzir as plantas em pé até a barra de corte, que faz o corte (ABNT, 1987).

A plataforma para colheita de milho e girassol é dividida em unidades despigadoras – uma para cada fileira de plantas, sendo variável pelo tamanho da plataforma e do espaçamento entre linhas. Os componentes principais são os rolos despigadores, responsáveis por puxar o pé de milho ou girassol para baixo, e as espigas ou capítulos, de maior diâmetro que estes, serão barradas e arrancadas por dois delimitadores, dispostos acima dos rolos (ABNT, 1987). As espigas ou capítulos são então carregadas pelas correntes transportadoras até a plataforma e daí levadas ao centro da máquina por meio de um caracol transportador. O sistema de corte e o de alimentação se complementam, sendo o primeiro dedicado à ceifa ou arranquio e estão associados à plataforma.

SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO A condução após o corte ou arranquio do produto pode ser realizada de duas maneiras, através do caracol transportador ou da esteira tipo “draper” (ABNT, 1987).

O caracol transportador leva o produto já cortado até o centro e o conduz ao elevador de alimentação ou canal alimentador. Recentemente, o caracol vem sendo gradativamente substituído por um transportador tipo esteira draper, em função do aumento da largura da plataforma e, portanto, da distância de transporte até o centro da máquina (Conte, 2013).

A plataforma draper promove um ritmo maior na colheita, com uma alimentação mais suave e constante, a debulha torna-se mais eficiente e os custos de manutenção reduzem- -se significativamente. Sem o triângulo de estrangulamento, o material colhido não debulha, não embucha, nem trava a plataforma e flui uniformemente com a massa de grãos para dentro da máquina. Tendo assim como benefícios a colheita mais rápida, eficiente, com maior rendimento e economia de combustível (Molin, 2010).

Após, o material deve ser levado ao elevador de alimentação, onde ele entrega o produto ao sistema de trilha, de fluxo radial ou axial.

SISTEMA DE TRILHA Tem a função de destacar os grãos dos restos de cultura (caule, espigas, vagem, panículas e folhas). É composto basicamente de cilindro e côncavo (ABNT, 1987).

O cilindro de trilha é composto de barras estriadas dispostas sobre uma estrutura metálica em forma de cilindro. Tem a função de exercer ações mecânicas de impacto, compressão e atrito, por esfregamento, sobre o material que está sendo introduzido entre ele e o côncavo, causando a trilha.

O côncavo tem a forma aparente de uma calha tendendo a envolver o cilindro de trilha. É composto de barras estriadas unidas por estrutura metálica, que toma forma de uma grelha que permite a filtração de sementes, vagens e fragmentos de vagens e de hastes.

Desde muito tempo existiram muitas variações construtivas nas trilhadoras, que ultimamente convergiram para dois formatos – a trilha de fluxo radial ou tangencial e a trilha de fluxo axial (Molin, 2010).

Na trilha de fluxo radial, o produto passa uma única vez entre uma parte móvel – o rotor – e uma parte fixa, o côncavo. Na trilha de fluxo axial, o produto gira entre o rotor e o cilindro separador, entrando em uma extremidade e saindo na ou

Figura 1 - Representação dos sistemas ativos das colhedoras de grãos. Fonte: Conte, O

tra. Como a trilha tem que ser completa, obviamente, o sistema em fluxo radial precisa ser mais abrupto, pois o produto fica exposto ao atrito e ao impacto por um contato tangencial de poucos graus. Já no sistema com fluxo axial, há mais tempo para a trilha, pois o produto fica exposto por algumas voltas.

Colhedoras com fluxo axial são mais eficientes em termos de perdas e danos aos grãos, além de permitirem maior alimentação para um mesmo porte de máquina, se comparadas com as de fluxo radial (Camolese et al, 2015; Cassia et al, 2015).

O material não filtrado através do côncavo é dirigido ao sistema de separação.

SISTEMA DE SEPARAÇÃO Após passar pelo sistema de trilha, o material restante é composto por um aglomerado com palha inteira e triturada, grãos debulhados e não debulhados e materiais estranhos. Isso mostra que ainda há a necessidade de se separar o grão dos demais materiais. Essa separação começa a ser feita na grade do côncavo, nas grades do cilindro e nos saca-palhas.

O sistema de separação é composto da extensão regulável do côncavo, batedor, cortinas retardadoras e saca-palhas (ABNT, 1987).

O sistema de separação desmembra o fluxo na máquina entre o grão sujo de palhiço, que segue para o sistema de limpeza, e o fluxo de palha, que segue para a traseira, até ser jogado para fora da máquina. Na trilha de fluxo axial a separação acontece entre o rotor e o cilindro separador, no mesmo corpo do sistema de trilha. No caso de fluxo radial, a trilha é totalmente independente do sistema de separação e esta é composta pelo saca-palhas (Faganello et al, 2015).

SISTEMA DE LIMPEZA Após passar pelo sistema de trilha e separação, grãos e impurezas devem ser levados ao sistema de limpeza da máquina. O sistema de limpeza é composto por um dispositivo denominado de bandeja de alimentação (“bandejão”), e os mecanismos de limpeza são a peneira superior, a peneira inferior e o ventilador (ABNT, 1987).

Enquanto os grãos caem por gravidade ao passar pela primeira peneira, chegarão à peneira inferior e serão atingidos por uma corrente de vento horizontal gerada pelo ventilador, que transporta o palhiço para fora da máquina. Os grãos limpos são recolhidos pelo escorregador de grãos limpos, no fundo da máquina (abaixo da peneira inferior) e levados via helicoide transportadora para o elevador de grãos limpos (Molina, 2014).

Sobre a peneira superior ficarão retidos materiais maiores que a sua abertura. Esse material é, por exemplo, parte de

Classes de colhedoras de grãos

Aclassificação de colhedoras de grãos de acordo com a potência do motor segue de acordo com a AEM (Association of Equipment Manufacturers).

•Classe 3 < 161 HP. •Classe 4 = 161 - 200 HP. Exemplos: MF5650, BC4550, TC5070, JD 1175;

•Classe 5 = 201 - 254 HP. Exemplos: S550, CR5080;

•Classe 6 = 255 - 294 HP. Exemplos: BC6500, AFS2799, S660, CR6080;

•Classe 7 = 295 - 354 HP. Exemplos: MF9790, BC7500, AFX7230, S670;

•Classe 8 = 355 - 474 HP. Exemplos: MF9895, BC8800, CR9080

•Classe 9 = 475 - 594 HP. Exemplos: CR9090, S690.

Monitores com as principais informações de colheita e funcionamento da colhedora estão presentes em praticamente todos os modelos

Com a telemetria, é possível acompanhar todo o processo da colheita a distância

uma vagem de soja que contém grãos. Se ele seguir o caminho do palhiço, será jogado fora pela traseira da máquina, e isso não é desejável. Assim, todas as máquinas que possuem as peneiras têm na sua parte final um elemento denominado de extensão de retrilha da peneira superior. Nesse trecho da peneira é feita a regulagem de abertura para que esse material caia, pelo escorregador da retrilha, e seja recuperado e redirecionado para a retrilha (trilhado novamente) (Molin, 2010).

Existem basicamente dois tipos de sistema de retrilha nas máquinas de mercado. A retrilha independente é realizada na parte posterior da máquina, próximo às peneiras, e é composta por uma pequena unidade de trilha, normalmente por impacto. A outra opção é da retrilha integrada, que é realizada na trilha principal, e para isso a máquina deve dispor de um elevador dedicado, denominado de elevador da retrilha, que recebe esse material e o entrega na entrada da trilha, na parte anterior da máquina.

SISTEMA DE TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO Manejar a colheita significa mover os grãos trilhados, separados e limpos para o tanque graneleiro e deste tanque para um vagão ou caminhão. Todavia, a retrilha é outra fase do manejo dos grãos que deve ser também incluída (Nunes, 2016). Entre os componentes de manejo destacam-se o elevador de grãos limpos, o elevador de carregamento do tanque graneleiro, todos os condutores helicoi- dais, incluindo os de material não trilhado e limpo, o tanque graneleiro e o condutor helicoidal de descarga do graneleiro (ABNT, 1987).

Depois de limpo, o condutor helicoidal de grãos limpos entrega o material ao elevador de grãos, que os leva para o condutor superior de grãos limpos ou para o condutor que carrega o tanque grane1eiro na parte superior da máquina. Este tanque armazenará os grãos temporariamente, e quando estiver cheio, o operador descarrega esses grãos para uma carreta graneleira ou caminhão por meio do tubo de descarga, que é uma grande helicoide transportadora. Sensores de produtividade e de umidade de grãos podem ser instalados no topo do elevador-transportador de grãos para estimativa de tais parâmetros vinculado com Global Navigation Satellite System (GNSS) para espacialização e verificação da variabilidade dos mesmos. Os sensores mais comuns são de impacto e de infravermelho, sendo necessária calibração prévia. (Molin, 2010).

CONTROLADORES E GNSS EMBARCADOS O tipo de controlador mais utilizado em máquinas agrícolas é o baseado na realimentação (“feedback”). Realimentação é o processo em que a variável a ser controlada é medida e usada a influenciar o valor da própria variável (Dias et al, 1998).

Os controladores são acoplados em um sistema de navegação por satélite, o qual possui a capacidade de oferecer posicionamento em qualquer ponto da superfície terrestre, adotando-se a nomenclatura de GNSS.

GPS diferencial (DGPS - Differential Global Positioning System) é uma evolução do GPS, que provê uma melhoria significativa na precisão da localização. Da precisão nominal de 15 metros obtida com o GPS para cerca de 10cm nas melhores implementações do DGPS (Molin, 2010).

O Real Time Kinematic (RTK) é uma técnica que se baseia na medição de fase da onda portadora dos sinais dos satélites (ao invés das informações transmitidas por estes sinais), a qual é corrigida através de dados de correção enviados por uma estação de referência, permitindo-se obter uma

acurácia decerca de 0.02-0.2 metro (Molin, 2010).

TELEMETRIA E INTERNET DAS COISAS (IOT) Telemetria é uma tecnologia que permite a medição e a comunicação de informações de interesse do operador ou desenvolvedor de sistemas.

Telemetria possui origem grega (“tele” é remoto e “metron” significa medida), entrou na agricultura há cerca de cinco anos e ganha cada dia mais aplicação na tecnologia embarcada nas máquinas agrícolas no Brasil, tanto em grandes como médios produtores de grãos, cana, entre outros.

A telemetria é o mais recente passo da agricultura de precisão (AP). Remotamente, é possível acompanhar tudo que acontece no campo. O produtor pode visualizar on-line todos os parâmetros do veículo e pode entrar em contato com o operador quase instantaneamente para fazer as correções necessárias, entre outras atividades.

Internet das coisas (em inglês Internet of Things, IoT) é um conceito que se refere à interconexão digital de objetos cotidianos com ainternet, conexão dos objetos mais do que das pessoas, sendo fundamental na confecção de plataformas digitais. A telemetria integrada a outras ferramentas da agricultura de precisão acopladas às máquinas, como mapas de produtividade, monitor de colheita, barra de luz (sistema de navegação), piloto automático e aplicadores de taxa variável, ajuda o produtor ou gestor a fazer uma radiografia da lavoura, a fim de definir ações para melhorar o desempenho das operações, aumentando a produção e a produtividade e gerando uma redução de custos (Globo Rural, 2017).

CONSIDERAÇÕES FINAIS Para cada funcionalidade, sistema ou tecnologia embarcada em colhedoras de grãos é necessário conhecimento para otimizar a funcionalidade.

Entender o funcionamento, dominar ajustes e calibrações em colhedoras de grãos proporcionam melhores resultados no trabalho de colheita, bem como a eficiência da operação.

Novas tecnologias na agricultura, e principalmente em colhedoras agrícolas de grãos, podem proporcionar ganhos em eficiência e conhecimento, diminuindo mão de obra e custos. .M

Luan Pierre Pott, Airton dos Santos Alonço, Henrique Eguilhor Rodrigues, Gessieli Possebon, Mayara Torres Mendonça, Rômulo Bock, Wagner Alexandre Silveira da Cruz, Ítala Thaísa Padilha Dubal e Tiago Rodrigo Francetto, UFSM