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análise operacional e custos de sistemas de colheita de madeira

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análise operacional e custos de sistemas de colheita de madeira
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE, UNICENTRO-PR
ANÁLISE OPERACIONAL E CUSTOS DE SISTEMAS
DE COLHEITA DE MADEIRA EM POVOAMENTOS
DE EUCALIPTO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
DIEGO DE OLIVEIRA
IRATI-PR
2013
DIEGO DE OLIVEIRA
ANÁLISE OPERACIONAL E CUSTOS DE SISTEMAS DE COLHEITA DE
MADEIRA EM POVOAMENTOS DE EUCALIPTO
Dissertação apresentada à Universidade
Estadual do Centro-Oeste, como parte das
exigências do Programa de Pós-Graduação em
Ciências Florestais, área de concentração em
Colheita Florestal, para a obtenção do título de
Mestre.
Prof. Dr. Eduardo da Silva Lopes
Orientador
Prof. Dr. Gabriel de Magalhães Miranda
Co-orientador
IRATI-PR
2013
Catalogação na Fonte
Biblioteca da UNICENTRO
O48a
OLIVEIRA, Diego de
Análise operacional e custos de sistemas de colheita de madeira em
povoamentos de eucalipto / Diego de Oliveira. -- Irati, PR : [s.n], 2013.
101f.
Dissertação (Mestrado) – área de concentração em Colheita Florestal –
Universidade Estadual do Centro - Oeste, PR.
Orientador: Profº. Drº. Eduardo da Silva Lopes
Coorientador: Profº. Drº. Gabriel de Magalhães Miranda
1. ENGENHARIA FLORESTAL. 2. ESTUDO – TEMPO E
MOVIMENTO. 3. MECANIZAÇÃO. I. LOPES, EDUARDO DA
SILVA. II. MIRANDA, GABRIEL DE MAGALHÃES. III.TÍTULO
CDD 20ª ed. 583.42
À
Deus,
AGRADEÇO.
Aos meus queridos e amados pais Aristoteles
de Oliveira e Lygia Rafael da Silva Oliveira
e aos meus sempre companheiros irmãos
Juliane de Oliveira, Daniel de Oliveira, Cesar
Ricardo de Oliveira e Roseli de Almeida dos
Santos.
DEDICO.
AGRADECIMENTOS
Sempre a Deus que ilumina e abençoa o meu caminho.
À Universidade Estadual do Centro-Oeste, ao Programa de Pós-Graduação em
Ciências Florestais e ao Departamento de Engenharia Florestal, pelo acolhimento e
possibilidade de realização deste trabalho;
Ao Prof. Dr. Eduardo da Silva Lopes, pela valiosa orientação, amizade, estímulo,
paciência, confiança e compreensão no desenvolvimento e conclusão deste trabalho;
Ao Prof. Dr. Gabriel de Magalhães Miranda pela co-orientação, amizade e confiança;
Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais: Dr. Afonso
Figueiredo Filho, Dr. Everton Hillig, Dr. Flávio Garcia e Drª. Kátia Cylene Lombardi pelas
sugestões e ensinamentos durante o curso;
Aos professores da Banca examinadora: Drª. Andrea Nogueira Dias, Prof. Dr. Nilton
César Fiedler e ao amigo e Professor Dr. Jean Alberto Sampietro pelas importantes sugestões
em todo o trabalho.
À Klabin S.A. pelo grande apoio, interesse e concessão de suas áreas, permitindo que
este trabalho pudesse ser realizado, permitindo também a participação nas diversas aulas do
programa de graduação.
Ao Engenheiro Florestal Cassiano Ricardo Schneider e ao Sinval Barbosa Teixeira
pela compreensão e apoio durante todo o curso.
Aos grandes amigos e colegas de Graduação Gabriel Antonio Nadolny e Rafael
Henrique da Silva pela dedicação, apoio, colaboração, amizade incondicional e pelos
momentos de descontração que estimularam mesmo nas horas difíceis;
Aos acadêmicos e amigos Carlos Henrique Fonseca Drinko, Carlos Cézar Cavassin
Diniz e Maicon Antonio Mosquer Veronez pelo auxílio na coleta de dados e nas análises
laboratoriais;
À minha família, e em especial ao meu pai Aristoteles de Oliveira e minha mãe Lygia
R. da Silva Oliveira pelo apoio incondicional durante o curso e também por todos os
ensinamentos de vida.
À minha namorada Flavia Thais de Oliveira, que apoiou e incentivou nos momentos
mais difíceis;
Enfim, a todos que colaboraram de alguma forma para a realização deste trabalho.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1
2. OBJETIVOS ........................................................................................................................... 3
3. REFERENCIAL TEÓRICO ................................................................................................... 4
3.1. Importância do setor florestal ........................................................................................... 4
3.2. Colheita de madeira .......................................................................................................... 5
3.2.1. Conceito ..................................................................................................................... 5
3.2.2. Principais máquinas e equipamentos ......................................................................... 6
3.2.3. Sistemas de colheita de madeira .............................................................................. 10
3.3. Análise de sistemas de colheita de madeira ................................................................... 12
3.4. Variáveis de influência na colheita de madeira .............................................................. 13
3.5. Estudo de tempos e movimentos .................................................................................... 15
4. MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................................. 18
4.1. Caracterização da área de estudo ................................................................................... 18
4.2. Características operacionais da área de estudo. ............................................................. 19
4.3. Sistemas de colheita de madeira avaliados .................................................................... 19
4.4. Procedimento amostral ................................................................................................... 21
4.5. Análise operacional ........................................................................................................ 21
4.6. Análise de custos ............................................................................................................ 24
4.6.1. Custos operacionais ................................................................................................. 25
4.6.2. Custo de produção ................................................................................................... 28
4.6.3. Análise de sensibilidade........................................................................................... 29
4.6.4. Custo de produção total dos sistemas de colheita de madeira ................................. 29
4.7. Análises estatísticas ........................................................................................................ 29
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 32
5.1. Sistema de colheita de madeira de toras longas ............................................................. 32
5.1.1 Análise operacional e de custos do trator florestal harvester ................................... 32
5.1.1.1. Elementos do ciclo operacional ......................................................................... 32
5.1.1.2. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional e produtividade ... 36
5.1.1.3. Estimativa de produtividade .............................................................................. 37
5.1.1.4. Consumo específico e rendimento energético ................................................... 40
5.1.1.5. Custos operacionais e de produção .................................................................... 40
5.1.2. Análise operacional e de custos do trator florestal forwarder ................................. 43
5.1.2.1. Elementos do ciclo operacional ......................................................................... 43
5.1.2.2. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional e produtividade ... 48
5.1.2.3. Estimativa da produtividade .............................................................................. 50
5.1.2.4. Consumo específico e rendimento energético ................................................... 53
5.1.2.5. Custos operacionais e de produção .................................................................... 53
5.2. Sistema de colheita de madeira de árvores inteiras ........................................................ 55
5.2.1. Análise operacional e de custos do trator florestal feller buncher ........................... 56
5.2.1.1. Elementos do ciclo operacional ......................................................................... 56
5.2.1.2. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional e produtividade ... 58
5.2.1.3. Estimativa de produtividade .............................................................................. 59
5.2.1.4. Consumo específico e rendimento energético ................................................... 61
5.2.1.5. Custos operacionais e de produção .................................................................... 62
5.2.2. Análise operacional e de custos do trator florestal skidder...................................... 64
5.2.2.1. Elementos do ciclo operacional ......................................................................... 64
5.2.2.2. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional e produtividade ... 68
5.2.2.3. Estimativa da produtividade .............................................................................. 69
5.2.2.4. Consumo específico e rendimento energético ................................................... 73
5.2.2.5. Custos operacionais e de produção .................................................................... 73
5.2.3. Análise operacional e de custos do Processador Florestal harvester ....................... 76
5.2.3.1. Elementos do ciclo operacional ......................................................................... 76
5.2.3.2. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional e produtividade ... 79
5.2.3.3. Estimativa da produtividade .............................................................................. 79
5.2.3.4. Consumo específico e rendimento energético ................................................... 81
5.2.3.5. Custos operacionais e de produção .................................................................... 81
5.3. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional, consumo de específico de
combustível, rendimento energético, produtividade e custos dos sistemas de colheita de
madeira .................................................................................................................................. 83
5.3.1. Análise econômica de sensibilidade ..................................................................... 86
6. CONCLUSÕES .................................................................................................................... 92
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 94
8. ANEXOS ............................................................................................................................ 101
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Características do povoamento florestal. .................................................................. 19
Tabela 2. Características das máquinas e implementos dos sistemas de colheita de madeira
avaliados. .................................................................................................................................. 20
Tabela 3. Atividades das máquinas componentes do sistema de toras longas. ........................ 22
Tabela 4. Atividades das máquinas componentes do sistema de árvores inteiras. ................... 22
Tabela 5. Variáveis independentes utilizadas nas equações para estimativa da produtividade.
.................................................................................................................................................. 30
Tabela 6. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do trator florestal harvester no
sistema de toras longas. ............................................................................................................ 38
Tabela 7. Custos fixos e variáveis do harvester no sistema de colheita de toras longas. ......... 40
Tabela 8. Tempo médio (minutos) dos elementos do ciclo operacional do forwarder no
sistema de colheita de toras longas nas diferentes classes de distância de extração. ............... 48
Tabela 9. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do forwarder
no sistema de toras longas. ....................................................................................................... 50
Tabela 10. Custos fixos e variáveis do forwarder no sistema de colheita de toras longas. ..... 53
Tabela 11. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do feller buncher no sistema de
árvores inteiras. ......................................................................................................................... 59
Tabela 12. Custos fixos e variáveis do feller buncher no sistema de colheita de árvores
inteiras. ..................................................................................................................................... 62
Tabela 13. Tempo médio (minutos) dos elementos do ciclo operacional do skidder no sistema
de colheita de árvores inteiras nas diferentes classes de distância de extração. ....................... 68
Tabela 14. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do skidder no
sistema de árvores inteiras. ....................................................................................................... 70
Tabela 15. Custos fixos e variáveis do skidder do sistema de colheita de árvores inteiras. ..... 74
Tabela 16. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
individual (VID) e tempo de processamento individual (TPI) do Processador Florestal
harvester no sistema de colheita de árvores inteiras. ............................................................... 79
Tabela 17. Custos fixos e variáveis do Processador Florestal harvester no sistema de árvores
inteiras. ..................................................................................................................................... 82
Tabela 18. Disponibilidade mecânica, disponibilidade técnica e eficiência operacional das
máquinas componentes dos sistemas de colheita de madeira avaliados. ................................. 83
Tabela 19. Consumo horário de combustível, consumo específico de combustível e
rendimento energético das máquinas componentes dos sistemas de colheita de madeira
avaliados. .................................................................................................................................. 84
Tabela 20. Produtividade média efetiva, custo operacional e custo de produção dos sistemas
de colheita de madeira avaliados. ............................................................................................. 85
Tabela 21. Custo de produção dos sistemas de colheita de madeira avaliados para diferentes
condições de produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação simulados. .......... 90
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Mapa de localização da área de estudo. .................................................................... 18
Figura 2. Distribuição percentual do ciclo operacional do harvester no sistema de colheita de
toras longas. .............................................................................................................................. 32
Figura 3. Distribuição percentual dos tempos efetivos do ciclo operacional do harvester no
sistema de colheita de toras longas. .......................................................................................... 33
Figura 4. Distribuição percentual das interrupções do harvester no sistema de colheita de toras
longas. ....................................................................................................................................... 34
Figura 5. Variação da produtividade efetiva do harvester em função do tempo do ciclo
operacional................................................................................................................................ 38
Figura 6. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o harvester no sistema de colheita de toras longas. ............................................ 39
Figura 7. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do harvester no
sistema de colheita de toras longas ........................................................................................... 42
Figura 8. Distribuição percentual do ciclo operacional total forwarder no sistema de colheita
de toras longas. ......................................................................................................................... 43
Figura 9. Distribuição percentual dos tempos efetivos do forwarder no sistema de colheita de
toras longas; .............................................................................................................................. 44
Figura 10. Distribuição percentual das interrupções do forwarder no sistema de colheita de
toras longas. .............................................................................................................................. 45
Figura 11. Tempos médios consumidos pelo forwarder no sistema de colheita de toras longas
nas diferentes classes de distância de extração;........................................................................ 47
Figura 12. Produtividade efetiva e tempo do cilo operacional do forwarder no sistema de
colheita de toras longas em função de diferentes classes de extração. ..................................... 49
Figura 13. Variação da produtividade efetiva do forwarder em função da distância de
extração. .................................................................................................................................... 50
Figura 14. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma distância de
extração de 50 m. ...................................................................................................................... 51
Figura 15. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma distância de
extração de 150 m. .................................................................................................................... 52
Figura 16. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma distância de
extração de 250 m. .................................................................................................................... 52
Figura 17. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do forwarder no
sistema de colheita de toras longas. .......................................................................................... 54
Figura 18. Custo de produção e produtividade do forwarder no sistema de colheita de toras
longas em função da distância de extração. .............................................................................. 55
Figura 19. Distribuição percentual do ciclo operacional do feller buncher no sistema de
colheita de árvores inteiras. ...................................................................................................... 56
Figura 20. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do feller buncher no sistema de
colheita de árvores inteiras; ...................................................................................................... 57
Figura 21. Distribuição percentual das interrupções do feller buncher no sistema de colheita
de árvores inteiras. .................................................................................................................... 57
Figura 22. Variação da produtividade efetiva do feller buncher em função do volume do ciclo.
.................................................................................................................................................. 60
Figura 23. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o feller buncher no sistema de colheita de árvores inteiras. ............................... 61
Figura 24. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do feller buncher
no sistema de colheita de árvores inteiras. ............................................................................... 63
Figura 25. Distribuição percentual do ciclo operacional do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras. ......................................................................................................................... 64
Figura 26. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras .......................................................................................................................... 65
Figura 27. Distribuição percentual das interrupções do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras .......................................................................................................................... 66
Figura 28. Tempos médios consumidos pelo skidder no sistema de colheita de árvores inteiras
nas diferentes classes de distância de extração;........................................................................ 67
Figura 29. Produtividade efetiva e tempo do ciclo operacional do skidder no sistema de
colheita de árvores inteiras em função de diferentes classes de extração. ............................... 69
Figura 30. Variação da produtividade efetiva do skidder em função da distância de extração.
.................................................................................................................................................. 70
Figura 31. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma distância de
extração de 50 m. ...................................................................................................................... 71
Figura 32. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma distância de
extração de 150 m. .................................................................................................................... 72
Figura 33. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma distância de
extração de 250 m. .................................................................................................................... 72
Figura 34. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do skidder no
sistema de colheita de árvores inteiras. .................................................................................... 75
Figura 35. Custo de produção e produtividade do skidder no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da distância de extração. ............................................................................ 75
Figura 36. Distribuição percentual do ciclo operacional do Processador Florestal harvester no
sistema de colheita de árvores inteiras. .................................................................................... 76
Figura 37. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do Processador Florestal harvester no
sistema de colheita de árvores inteiras. .................................................................................... 77
Figura 38. Distribuição percentual das interrupções do Processador Florestal harvester no
sistema de colheita de árvores inteiras. .................................................................................... 78
Figura 39. Variação da produtividade efetiva do Processador Florestal harvester em função do
volume médio individual do ciclo. ........................................................................................... 80
Figura 40. Variação da produtividade estimada em função do tempo de processamento
individual e volume individual para o Processador Florestal harvester no sistema de colheita
de árvores inteiras. .................................................................................................................... 81
Figura 41. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do Processador
Florestal harvester no sistema de colheita de árvores inteiras. ................................................ 82
Figura 42. Variação do custo de produção do harvester no sistema de colheita de toras longas
em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação. ........................... 86
Figura 43. Variação do custo de produção do forwarder no sistema de colheita de toras longas
em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação. ........................... 87
Figura 44. Variação do custo de produção do feller buncher no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação. .............. 88
Figura 45. Variação do custo de produção do skidder no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação. .............. 89
Figura 46. Variação do custo de produção do Processador Florestal harvester no sistema de
colheita de árvores inteiras em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e
depreciação. .............................................................................................................................. 89
RESUMO
Diego de Oliveira. Análise Operacional e Custos de Sistemas de Colheita de Madeira em
Povoamentos de Eucalipto.
Este trabalho objetivou realizar uma análise operacional e de custos de dois sistemas
de colheita mecanizada de madeira em povoamentos de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden.
Os dados foram coletados em áreas da empresa Klabin S/A, localizadas no município de
Telêmaco Borba, Estado do Paraná. Foram avaliados o sistema de colheita de toras longas
composto por harvester Caterpillar 320D FM com cabeçote Log Max 7000C e forwarder
Valmet 890.3; e o de árvores inteiras composto por feller buncher Tigercat L870C com
cabeçote Tigercat ST 5702, skidder Tigercat 635C e processador harvester John Deere 903J
com cabeçote Waratah HTH622B. A análise operacional foi realizada por meio de estudos de
tempos e movimentos, sendo avaliados os elementos do ciclo operacional e determinada a
produtividade, eficiência operacional, disponibilidade mecânica e técnica, consumo específico
de combustível e rendimento energético das máquinas empregadas nos sistemas de colheita. A
análise de custos foi realizada através da determinação dos custos operacionais, pelo método
contábil, dos custos de produção das máquinas e dos sistemas, e da análise sensibilidade dos
fatores mais relevantes. Os resultados mostraram que as interrupções corresponderam por
maior parte do tempo despendido nas operações, ocasionadas, principalmente, devido a
paradas por manutenção corretiva e, consequentemente, afetando a disponibilidade mecânica
e técnica e a eficiência operacional. No sistema de toras longas, a produtividade média efetiva
do harvester e do forwarder foi de 31,8 e 33,2 m3cc he-1, o consumo específico de
combustível foi de 167,9 e 71,2 g kW-1 he-1 e o rendimento energético foi de 5,3 e 2,3 g kW-1
m3cc, respectivamente. No sistema de árvores inteiras, a produtividade média efetiva do feller
buncher, do skidder e do processador harvester foi de 87,0, 119,2,4 e 33,6 m3cc he-1, o
consumo específico de combustível foi de 143,0, 151,8 e 117,0 g kW-1 he-1 e o rendimento
energético foi de 1,6, 1,3 e 3,5 gkW-1 m3cc, respectivamente. Em ambos sistemas, a
produtividade pode ser estimada empregando as variáveis volume e tempo do ciclo, e
sobretudo a distância de extração no caso das máquinas de extração. Em geral, o sistema de
colheita de toras longas apresentou maior viabilidade operacional e econômica, sugerindo
adoção desse sistema nas condições avaliadas.
Palavras-Chave: colheita mecanizada de madeira, eucalipto, estudo de tempos e
movimentos.
ABSTRACT
Diego de Oliveira. Operational Analysis and Costs of Logging Systems in Eucalyptus Stands.
This study aimed to conduct an operational analysis and costs of two mechanized
logging systems in Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden stands. The data were collected in
areas of the company Klabin S/A, located in Telêmaco Borba, Parana State, Brazil. Were
evaluated the Tree-length logging system composed by harvester Caterpillar 320D FM with
headstock Log Max 7000C e forwarder Valmet 890.3; and the full-tree system composed by
feller buncher Tigercat L870C with headstock Tigercat ST 5702, skidder Tigercat 635C e
processor harvester John Deere 903J with headstock Waratah HTH622B. The operational
analysis was performed using time and motion studies, being evaluated the elements of
operating cycle and determined productivity, operational efficiency, mechanical and technical
availability, specific fuel consumption and energy consumption rate of employed machines in
logging systems. The costs analysis was performed by determining the operating cost, by the
accounting method, cost of production of machines and evaluated systems, and sensibility
analysis of the most relevant factors. The results showed that for machines of both logging
systems, interruptions accounted for most of the time spent on the operations, occasioned
mainly due to stops for corrective maintenance and, consequently, affecting the mechanical
and technical availability and operational efficiency. In Tree-length system, the average
effective productivity of harvester and forwarder was 31.8 and 33.2 m3cc he-1, the specific
fuel consumption was 167.9 and 71.2 g kW-1 he-1 and the energy consumption rate was 5.3
and 2.3 g kW-1 m3cc, respectively. In the full-tree system, the average effective productivity
of feller buncher, skidder and Forestry Processor harvester was 87.0, 119.2 and 33.6 m3cc he1
, the specific fuel consumption was 143.0, 151.8 and 117.0 g kW-1 he-1 and the energy
consumption rate was 1.6, 1.3 and 3.5 g kW-1 m3cc, respectively. In both systems, the
productivity can be estimated by employing variables volume and cycle time, and especially
by the variable extraction distance in the case of extraction machines. In general, the Treelength logging system showed operational and economic viability, suggesting the adoption of
this system for the evaluated conditions.
Keywords: Mechanized logging, eucalyptus, time and motion study.
1. INTRODUÇÃO
O setor de florestas plantadas no Brasil vem passando por uma significativa expansão,
havendo a tendência do uso cada vez maior de diferentes gêneros de Eucalyptus para a
produção de múltiplos produtos madeireiros. Este cenário implica na necessidade do
aperfeiçoamento das técnicas e operações de suprimento de madeira visando atingir de altos
índices de rendimento e produção, melhoria dos processos produtivos, maior segurança do
trabalho, desenvolvimento sustentável, responsabilidade ambiental e social.
Dentre as etapas de produção florestal, a colheita de madeira é a etapa mais importante
economicamente devido sua elevada participação no custo final do produto e,
consequentemente dos riscos de perdas envolvidos, sendo responsável por mais de 50% do
custo final da madeira posta na indústria. Portanto, em função dessa onerosidade, justifica-se
a análise dos fatores técnicos, econômicos, ambientais, ergonômicos e sociais que interferem
na forma de execução das operações (LOPES, 2001; MACHADO et al., 2008).
Nesse sentido, o uso de novas tecnologias como a mecanização das operações de
colheita tem visado garantir ao empreendimento maior segurança, produtividade e
competitividade em comparação à operações manuais e semimecanizadas. Entretanto, para
alcançar tais objetivos é necessário que as atividades da colheita da madeira sejam otimizadas,
por meio de melhorias na qualidade do produto e serviço, redução das perdas produtivas,
melhorias na eficiência das máquinas, maximização da produtividade e minimização dos
custos de produção (REZENDE et al., 1997).
Em função disso, boa parte das empresas tem demonstrado preocupação na definição
do melhor modelo de colheita de madeira para uso nestas condições, uma vez que os sistemas
de colheita devem ser balanceados com base nas características da floresta, tipo de máquinas a
serem empregadas e intensidade das operações de colheita, refletindo na eficiência
operacional, produtividade, sustentabilidade e retorno financeiro (AKAY et al., 2004;
ROBERT, 2013).
Para Fernandes et al. (2009), a análise operacional dos sistemas de colheita de
madeira, independentemente do grau de mecanização utilizado é uma ferramenta fundamental
para correções e alterações no processo de produção, visando à racionalização e otimização
dos recursos utilizados, tratando-se ainda, de um instrumento indispensável na comparação de
diferentes equipamentos, métodos ou sistemas de trabalho.
1
Porém, no Brasil ainda existem poucos dados a respeito da capacidade produtiva das
máquinas e equipamentos nas diversas condições de trabalho existentes. As estimativas de
produtividade e de custos baseados em dados fornecidos pelos fabricantes ou obtidos em
trabalhos realizados em outros países são pouco confiáveis, uma vez que são dados obtidos
em condições diversas no que diz respeito ao sistema silvicultural, ao clima e à formação
profissional do operador (BRAMUCCI, 2001). Portanto, é evidente a necessidade de dados
específicos das condições de trabalho dentro da realidade brasileira.
Visando selecionar qual sistema de colheita de madeira é mais adequado para cada
situação, as empresas do setor florestal vêm manifestando o interesse na identificação e
quantificação da produtividade, eficiência operacional, custos operacionais e de variáveis que
interferem nas operações.
Assim, torna-se necessário a realização de estudos para analisar operacionalmente
diferentes sistemas de colheita de madeira, e buscar melhor entendimento das relações entre
as variáveis que explicam esse processo, possibilitando subsidiar o planejamento e a tomada
de decisão para a execução das operações da colheita florestal de forma eficiente e
economicamente viável.
2
2. OBJETIVOS
Esta pesquisa objetivou realizar uma análise operacional e de custos de dois sistemas
de colheita de madeira em povoamentos de Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden, de forma a
subsidiar o planejamento de operações mecanizadas e o melhorar a utilização dos recursos
disponíveis.
Especificamente objetivou-se:
a) Analisar os elementos do ciclo operacional das máquinas e as interrupções
operacionais e não operacionais em ambos os sistemas de colheita da madeira;
b) Determinar a produtividade, a disponibilidade mecânica, a disponibilidade técnica, a
eficiência operacional, o consumo específico de combustível e o rendimento
energético das máquinas em ambos os sistemas de colheita de madeira;
c) Avaliar a influência de variáveis que interferem na produtividade das máquinas por
meio do ajuste de equações matemáticas;
d) Determinar e analisar a composição dos custos operacionais e de produção das
máquinas em ambos os sistemas de colheita de madeira; e
e) Verificar o grau de variação do custo de produção em função dos fatores que mais
afetam esse indicador de viabilidade econômica.
3
3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1. Importância do setor florestal
O setor florestal se destaca como importante e relevante para a economia e a sociedade
brasileira, contribuindo com uma parcela importante para a geração de produtos, tributos,
divisas, empregos e renda, além de ser um setor estratégico no fornecimento de matéria-prima
para o desenvolvimento da indústria de base florestal.
O potencial florestal brasileiro é enorme, segundo ABRAF (2013), a área ocupada
pelos plantios florestais dos gêneros Eucalyptus e Pinus no Brasil totalizou, em 2012, em
torno de 6,66 milhões de hectares, sendo 76,6% correspondente à área de plantios de
Eucalyptus e 23,4% de plantios de Pinus, com uma taxa média anual de crescimento de 2,2%.
Já na região Sul do Brasil concentra 28,7% do total dos plantios com Eucalyptus e Pinus,
sendo 11,5 % de total de Eucalyptus e 84,7% do total de Pinus plantado no Brasil. No
entanto, ressalta-se que ocorre crescimento significativo nos últimos anos de plantios de
Eucalyptus.
Nesse sentido, vem se buscando uma melhor eficiência na fabricação do produto final,
seja celulose, papel, energia ou madeira serrada. No caso da celulose, o gênero Eucalyptus
tem atraído boas vantagens econômicas e de produção. Além da vantagem comparativa do
Brasil em relação aos demais países na produção de eucalipto, o tempo de corte varia em
média de 6 a 7 anos, enquanto o Pinus de 11 a 12 anos. (REMADE, 2013).
Segundo Garay et al. (2004), a elevada utilização do eucalipto nos reflorestamentos
tem ocorrido devido a sua diversidade de espécies, adaptabilidade em várias regiões e climas
e seu potencial de produção, gerando assim a possibilidade de uso múltiplo da sua madeira.
Do ponto de vista econômico, o setor de florestas plantadas foi responsável em 2012,
por um valor bruto de produção da ordem de R$ 56,3 bilhões, valor 4,6 % superior em relação
ao ano de 2011, sendo ainda responsável por R$ 7,6 bilhões em arrecadação de tributos,
representando 0,5% do total arrecado no país.
Do ponto de vista social, as atividades da cadeia produtiva do setor florestal
promovem a geração de empregos e de renda, fixação de populações no campo e auxílio para
a melhoria na qualidade de vida nas áreas rurais. Em 2012, o setor de florestas plantadas foi
responsável por 4,4 milhões de postos de empregos, sendo 621,5 mil empregos diretos, 1,32
4
milhões de empregos indiretos e 2,4 milhões de empregos resultante do efeito-renda
(ABRAF, 2013).
Do ponto de vista ambiental, as florestas plantadas se destacam como um dos
principais recursos atuais no combate às causas das mudanças do clima, devido à sua alta
capacidade de fixar o carbono atmosférico. A floresta plantada tem sido usada também para
reabilitar ou proteger áreas degradadas afetadas pela erosão ou pelas atividades da pecuária
extensiva com objetivo também de agregação de benefícios econômicos. Os benefícios
ambientais compreendem ainda a melhoria da fertilidade do solo, a reciclagem de nutrientes e
a proteção de bacias hidrográficas e da biodiversidade (PINTO JÚNIOR et al., 2008).
Portanto, nota-se a importância do setor de florestas plantadas para o país e a
necessidade de estudos que visem contribuir para o seu desenvolvimento, aumentando a
produtividade e reduzindo os custos das atividades florestais, especialmente a colheita de
madeira que é responsável por significativa parcela dos custos de produção, tornando assim o
setor moderno e competitivo, como exige o mercado atual altamente globalizado.
3.2. Colheita de madeira
3.2.1. Conceito
A colheita de madeira é um conjunto de operações realizadas no maciço florestal,
visando preparar e transportar a madeira até o seu local de utilização, mediante o emprego de
técnicas e padrões estabelecidos, tendo por finalidade transformá-la em produto final
(TANAKA, 1986). Já Conway (1976) defini colheita de madeira como o trabalho executado
desde o preparo das árvores para a derrubada até o transporte para o local de uso final.
Dependendo da situação, a colheita de madeira envolve o planejamento da operação, a
medição, o recebimento no pátio da indústria e a comercialização da madeira.
Conceitualmente, a colheita de madeira é composto de duas atividades básicas ou
etapas que são o corte e a extração. Dependendo do grau de mecanização e das máquinas e
equipamentos utilizados, o corte pode ser realizado totalmente no interior do talhão, podendo
as árvores serem ou não processadas na margem das estradas ou pátio intermediário. A
extração é responsável pela remoção da madeira do interior para a margem do talhão ou pátio
intermediário (MACHADO et al., 2008).
5
É importante ressaltar que a colheita de madeira representa a operação final de um
ciclo de produção florestal, onde são obtidos os produtos mais valiosos, constituindo, portanto
um dos fatores que determinam a rentabilidade do negócio (ARCE et al., 2004), e por isso,
justifica-se como a etapa mais importante do ponto de vista econômico, devido os riscos de
perdas envolvidos e sua elevada participação no custo final do produto, sendo responsável por
mais de 50% do custo final da madeira posta na indústria (MACHADO et al., 2008).
Além das definições e conjecturas supracitadas, a colheita de madeira pode ainda ser
interpretada como um sistema integrado por subsistemas de aproveitamento. Entende-se por
sistema um conjunto de operações que podem ser realizadas num só local ou em locais
distintos e que devem estar perfeitamente integradas e organizadas entre si, de modo a
permitir o fluxo constante de madeira, evitando-se pontos de estrangulamento e levando os
equipamentos à sua máxima utilização (SALMERON, 1981). Deve-se salientar que todas as
etapas são influenciadas por diversos fatores técnicos, ambientais, ergonômicos e sociais que
interferem na forma de execução das operações (LOPES, 2001).
3.2.2. Principais máquinas e equipamentos
O processo de evolução da mecanização das operações de colheita de madeira no
Brasil iniciou-se na década de 1960, sendo marcado pelo uso de equipamentos adaptados dos
setores agrícolas e industriais, bem como pelo amplo emprego de sistemas manuais e
semimecanizados devido à falta de alternativas e à grande disponibilidade de mão-de-obra.
Neste período, houve um significativo emprego de motosserras, tratores agrícolas com
guincho e gruas para o carregamento. Somente na década de 80 é que a mecanização florestal
começou a tomar impulso, com o início do uso dos tratores para o corte de árvores, como
feller bunchers de tesoura e de sabre para o corte, e tratores adaptados para o arraste de
árvores, como os Mini-skidders (MACHADO, 1994; MACHADO et al., 2008).
Entretanto, o grande salto rumo à modernização da colheita de madeira ocorreu a
partir do início da década de 1990, com a abertura do mercado brasileiro à importação. Nesta
época, muitas empresas fabricantes nacionais e internacionais disponibilizaram máquinas e
equipamentos de alta tecnologia e produtividade, originadas dos países escandinavos e norteamericanos. Neste período, surgiram então os harvester, forwarder, skidder, processadores e
carregadores florestais, que trouxeram vários benefícios às empresas florestais, como redução
da dependência por mão de obra, melhoria das condições de trabalho, fornecimento regular e
6
crescente de madeira, aumento de produtividade e redução de custos de produção
(MACHADO, 1994; MACHADO et al., 2008).
Além disso, no processo de evolução e desenvolvimento tecnológico aplicado à
colheita de madeira, devem-se destacar os avanços ocorridos na indústria de máquinas e
equipamentos, que passou a disponibilizar modelos cada vez mais produtivos, confiáveis,
automatizados e ambientalmente adequados. Além disso, os processos inerentes à manutenção
preditiva e preventiva e os sistemas informatizados de planejamento e controle das operações
têm contribuído para o sucesso da colheita de madeira (LOPES, 2001).
Entretanto, apesar do grande avanço tecnológico das máquinas e equipamentos de
colheita de madeira existente nas empresas florestais brasileiras e os significativos ganhos de
produtividade e redução de custos, ainda há a necessidade de novos estudos para melhor
entendimento e otimização das operações florestais. Uma vez que no processo de gestão das
operações ainda existem diversos problemas operacionais que necessitam ser resolvidos, para
que cada vez ocorra aumento de produtividade, redução de custos, melhoria na qualidade,
minimização de impactos ambientais e a sustentabilidade da produção florestal.
Tal afirmação é confirmada por Machado et al. (2008), que cita que nas maiores
empresas produtoras de madeira do Brasil são utilizadas as mais modernas tecnologias para a
colheita de madeira. Porém, para dar continuidade ao emprego dessas tecnologias, ainda
existem certas lacunas que necessitam ser preenchidas e alguns parâmetros que precisam de
melhor balizamento para que se concretize o desenvolvimento sustentável da área florestal.
Além disso, segundo o mesmo autor, o setor de colheita de madeira apresenta uma grande
variedade de máquinas e equipamentos disponíveis com múltiplos propósitos nas diversas
atividades que o compõem, sendo as principais:
a) Harvester
O colhedor florestal harvester pode executar, simultaneamente, as operações de
derrubada, desgalhamento, traçamento, descascamento e pré-extração por meio do
enleiramento ou empilhamento da madeira. O harvester é composto por uma máquina base de
pneus ou esteira, uma grua e um cabeçote. No caso de one grip harvester, o cabeçote derruba,
desgalha e traça, e, em se tratando de two grip harvester, o cabeçote somente derruba, sendo o
desgalhamento e o traçamento feitos em implementos localizados sobre o eixo traseiro da
máquina-base (MALINOVSKI; MALINOVSKI, 1998).
7
Atualmente as principais marcas que concorrem no mercado de harvesters no Brasil
são: Komatsu Forest, John Deere, Tigercat e Caterpillar. O harvester dependendo da atividade
que se destina pode possuir configurações de material rodante com esteira ou pneus, sendo
que na configuração de pneu podemos ter a existência de máquinas nos seguintes tipos de
trações 4x4, 6x6 ou 8x8. A potência nominal pode variar de 157 a 300 hp, com um peso
operacional entre 24,0 a 35,6 t. O cabeçote harvester vem ainda com um sistema
informatizado de mensuração e sistema para corte programado de sortimentos. Pode ainda vir
com configurada para descascar ou não madeira com mais ou menos “facas” para esse fim
(MACHADO et al., 2008).
b) Feller buncher
O feller buncher é um trator florestal derrubador-acumulador, podendo ser de pneus
ou esteira com cabeçote que realiza a derrubada e o empilhamento de árvores com garra
invertida. Os implementos de corte podem ser três: sabre, tesoura e disco.
No mercado atual de máquinas temos várias versões e denominações de Feller.
Quanto ao rodado pode ser de pneus ou esteira, sendo mais comum este último devido à
necessidade de maior estabilidade na operação de derrubada. O trator feller buncher é
caracterizado por efetuar a derrubada de árvores e, também, acumular e tombar (bascular)
mais de uma árvore em cada ciclo operacional.
c) Skidder
O skidder é um trator florestal articulado que realiza o arraste das árvores do interior
até a margem do talhão ou pátio intermediário, podendo o material rodante ser de pneus,
semiesteiras ou esteiras. O conjunto de tração do trator pode ser de 4x4 ou 6x6. Alguns
modelos são adaptados com uma garra telescópica invertida sobre o rodado traseiro, acionada
pelo sistema hidráulico, ou sistema de cabos de aço para o arraste de árvores inteiras ou
fustes. Na parte frontal apresenta uma lâmina que auxilia no nivelamento de pilhas toras e na
limpeza de vias de acesso. A potência do trator varia de 134 a 230 hp e o peso operacional
entre 10 e 16 t.
8
d) Forwarder
O forwarder é um trator florestal autocarregável articulado que realiza a extração da
madeira do interior do talhão na forma de “baldeio” até a margem ou pátio intermediário.
Pode ser equipado com rodados de pneus em eixos tandem ou esteiras com tração 4x4, 6x6 ou
8x8, possuindo chassi articulado, que possibilita a diminuição do raio de giro nas manobras
dentro do talhão. A máquina também equipada com uma plataforma de carga e uma grua
hidráulica para realizar o carregamento da madeira processada para o baldeio, sendo a
capacidade de abertura da grua variável de 0,35 a 1,00 m2, alcance de 6,85 a 7,8 m e
capacidade de carga de 10 a 19 t. A potência do trator varia de 134 a 204 hp.
e) Demais máquinas e inovações tecnológicas
Além das máquinas supracitadas anteriormente, existem diversas outras máquinas e
tecnologias desenvolvidas visando novas alternativas de produção, incremento da
produtividade, ainda melhores condições de trabalho, redução da mão de obra e aumento da
competitividade (MACHADO et al., 2008; LIMA e LEITE, 2008).
O slingshot é um trator florestal que reúne as características do feller buncher e do
harvester, sendo capaz de derrubar e processar várias árvores ao mesmo tempo (MACHADO
et al., 2008). Em geral, o sligshot tem o emprego em povoamentos de baixa produtividade
e/ou em sistema de manejo florestal de talhadia (LIMA e LEITE, 2008).
O feller-skidder é um trator florestal que reúne as características do feller buncher e do
skidder, uma vez que é capaz de derrubar e acumular várias árvores juntas e, posteriormente,
arrastar o feixe de árvores até a margem do talhão com uma grua hidráulica sobre a estrutura
traseiro do próprio trator (LIMA e LEITE, 2008).
O harvester-forwarder ou harwarder é um trator florestal que foi desenvolvido com o
intuito de otimizar as operações de colheita no sistema de toras curtas, pois pode realizar a
operação de derrubada e processamento individual de árvores e, posteriormente, extrair a
toras em forma de “baldeio” sobre uma estrutura móvel montada em outro eixo (HÄSELER,
2008; ROBERT, 2013). Esse equipamento vem sendo testado, principalmente, em operações
de desbaste e também solos com baixa capacidade de suporte, uma vez que a intensidade de
tráfico é reduzida (HÄSELER, 2008).
9
O Dual Harwarder é um trator florestal proveniente das últimas inovações
tecnológicas. Esse trator trata-se de um equipamento que, em pouco minutos, uma única
máquina pode ser configurada para trabalhar como harvester ou forwarder, sendo indicado
para ocasiões onde se deseja maiores cuidados aos tratos silviculturais no desbaste, visando
menores danos às árvores remanescentes e ao solo (ROBERT, 2013).
Outra inovação tecnológica é o trator florestal walk machine, que apresenta-se com um
harvester capaz de se adaptar automaticamente à condição de relevo da floresta por meio da
mobilidade com uso de suas seis “patas” articuladas. Objetivou-se desenvolver este
equipamento, principalmente, visando a melhor estabilidade possível de funcionamento e com
o mínimo de impacto sobre o solo (MACHADO et al., 2008).
Ainda, dentre as diversas inovações no setor, destaca-se que vem sendo testados
equipamentos controlados remotamente para realizar as operações de colheita. No caso da
atividade de corte, um exemplo é o Gremo AB harvester besten, que é uma máquina composta
por um chassi com tração nos seis rodados que são recobertos com semiesteiras, equipado
com um cabeçote processador, sem cabine e sem operador (SEIXAS, 2010). Para a atividade
de extração, tem-se como exemplo o Konrad Pully, que é uma máquina que pode ter
configurações de quatro, seis ou oito rodados, havendo modelos adaptados para a extração por
“arraste” ou por “baldeio”, sendo uma possível alternativa para operações de colheita de
madeira em condições de declividades acentuadas onde máquinas convencionais não tem
acesso (COLHEITA DE MADEIRA, 2013).
3.2.3. Sistemas de colheita de madeira
Atualmente existem vários sistemas de colheita de madeira, que variam conforme as
condições do relevo, tipo e rendimento volumétrico dos povoamentos, uso final da madeira,
regime de manejo utilizado, sortimento da madeira, máquinas e equipamentos, e recursos
financeiros disponíveis.
Para Machado et al. (2008), sistema de colheita de madeira é definido como um
conjunto de atividades integradas, que tem como objetivo comum o fornecimento constante e
regular de madeira para a indústria.
No Brasil, os principais sistemas de colheita de madeira utilizados pela maioria das
empresas florestais podem ser agrupados em três grandes grupos: a) sistemas de toras curtas
10
(cut-to-length); b) sistemas de toras longas ou fuste (Tree-length) e; c) sistema de árvores
inteiras (full-tree) (SEIXAS, 2008).
Segundo a FAO (1978) e Malinovski e Malinovski (1998), os sistemas de colheita podem
ser classificados quanto ao comprimento das toras e à forma como são extraídas até o local de
processamento. Machado e Castro (1985), Malinovski e Malinovski (1998), Machado et al.
(2008) e Malinovski et al. (2008) propuseram a seguinte classificação de sistemas de colheita da
madeira:
a) Toras curtas (cut-to-length)
Neste sistema, todas as operações do corte (derrubada, desgalhamento, destopamento,
descarregamento e pré-extração) são realizadas no interior do talhão, sendo em seguida, a
madeira extraída para a margem da estrada ou pátio intermediário, em forma de toras com
comprimento de até seis metros (MACHADO et al., 2008). Este sistema, quando mecanizado,
é composto, basicamente, por duas máquinas: harvester e forwarder, onde a primeira realiza o
corte e processamento das árvores e a segunda, realiza a extração da madeira na forma de
baldeio para a margem do talhão ou pátio intermediário.
O sistema de toras curtas possui vantagem devido a um menor impacto ambiental, em
termos de exportação de nutrientes e compactação do solo (MALINOVSKI et al., 2008).
Também deve-se destacar que esse sistema é muito utilizado quando o volume médio das
árvores é inferior a 0,5 m3, pois o manuseio das toras é facilitado, além de sua maior
eficiência nas operações de desbaste. Entretanto, possui algumas desvantagens em relação à
dificuldade de realização das operações em terrenos com declividades mais acentuadas, e
também quanto ao aproveitamento da biomassa residual da colheita como fonte energética e
maiores custos operacionais em função do maior manuseio da madeira (MACHADO, 1989).
b) Toras longas ou fuste (Tree-length)
Neste sistema, a árvore é derrubada e semiprocessada (desgalhada e destopada) no
interior do talhão, sendo em seguida, o fuste arrastado para a margem do talhão, carreador ou
pátio intermediário, onde então é realizado o processamento final por meio do traçamento e
empilhamento da madeira.
11
As maiores vantagens deste sistema é a permanência de nutrientes na área florestal, o
melhor desempenho das máquinas em condições topográficas desfavoráveis, maior eficiência
quando o volume médio das árvores é maior que 0,5 m3 e maior produtividade comparada ao
sistema de toras curtas. Porém, as maiores limitações são a necessidade de um planejamento
mais criterioso das operações, evitando pontos de estrangulamento e dificuldade no
aproveitamento da biomassa residual da colheita (MACHADO, 1989).
c) Árvores inteiras (full-tree)
Neste sistema, a árvore é apenas derrubada no interior do talhão, sendo em seguida,
extraída para a margem do talhão, carreador ou pátio intermediário, onde é realizado o
processamento completo da madeira (desgalhamento, destopamento, traçamento e
empilhamento). O sistema, quando mecanizado, geralmente, é composto, basicamente, pelas
máquinas: feller buncher, skidder e processador Florestal, onde a primeira realiza a derrubada
das árvores, a segunda a extração das árvores na forma de arraste e a última o processamento
final da madeira.
As principais vantagens deste sistema é a possibilidade de deixar a área livre de
resíduos, diminuindo os riscos de incêndios, facilitando o preparo do solo; o aproveitamento
da biomassa residual como fonte energética, considerando que o material vegetal fica
agrupado na margem do talhão; a facilidade de execução em condições topográficas
desfavoráveis; e a maior produtividade em comparação aos sistemas anteriormente citados
(MACHADO, 1989).
No entanto, esse sistema de colheita exige um eficiente planejamento das operações,
podendo causar maiores danos ao ambiente, principalmente em termos de compactação do
solo, ocasionados pelo arraste das árvores diretamente sobre o terreno e o emprego de
máquinas de grande porte, além de riscos maiores de erosão e exportação de nutrientes
(MALINOVSKI et al., 2008).
3.3. Análise de sistemas de colheita de madeira
A seleção de máquinas e equipamentos, o desenvolvimento e a análise de sistemas de
colheita de madeira constituem um grande desafio para o aumento de produtividade, redução
dos custos e execução das operações de forma ambientalmente correta. Segundo Machado
12
(1994), os princípios básicos da análise de sistemas são comparar máquinas e métodos
convencionais e desenvolver novos métodos, máquinas e equipamentos para a colheita de
madeira. Entretanto, essa análise depende de certas condições, como dados do terreno,
distância de extração, custos operacionais, espécie florestal, dimensões das árvores, época do
ano, mão de obra, condições climáticas, recursos físicos e financeiros.
Uma das técnicas utilizadas no planejamento e na otimização das atividades de
colheita de madeira é o estudo de tempos e movimentos (MOREIRA, 2000), que tem o
objetivo básico de determinar o tempo necessário para a realização de uma atividade definida,
estabelecida por método racional e executada em cadência normal por uma pessoa qualificada
e habituada a determinada técnica (BARNES, 1977).
O estudo de tempos e movimentos é uma técnica muito importante na seleção, análise
e desenvolvimento de sistemas de colheita de madeira, permitindo ao gestor da operação
conhecer as produtividades, eficiências reais das diferentes máquinas, bem como os fatores
que estão contribuindo para as interrupções do trabalho (ANDRADE, 1998).
3.4. Variáveis de influência na colheita de madeira
A utilização de sistemas mecanizados na colheita de madeira é afetada por diversas
variáveis que interferem na capacidade operacional das máquinas, e conseqüentemente, no
custo final da madeira. No Brasil, ainda existem poucos dados sobre a influência dessas
variáveis e da capacidade produtiva esperada das máquinas em determinadas condições de
trabalho.
Bramucci e Seixas (2002) mencionam que as estimativas de produtividade e de custo
baseada em dados fornecidos pelos fabricantes ou obtidas em trabalhos realizados em outros
países mostram-se bastante frágeis, pois os dados refletem condições diversas, mostrando a
necessidade da realização de estudos específicos em condições específicas.
Segundo Seixas (1998), a capacidade produtiva das máquinas é fortemente
influenciada por um grande número de fatores que influenciam a colheita de madeira dentre
os quais cita-se: condições climáticas, capacidade de suporte do solo, relevo, características
do povoamento (espécie, idade, diâmetro, volume individual, tamanho dos galhos e copa,
peso e qualidade da madeira). Burla (2008) cita ainda outros fatores como a habilidade do
operador, o espaçamento de plantio e a distância de extração.
13
Outro fator que influencia significativamente a produtividade das máquinas de
colheita de madeira é o diâmetro médio das árvores. Holtzscher e Lanford (1997), estudando
o efeito do diâmetro à altura do peito (DAP) sobre a produtividade e o custo da colheita
mecanizada, encontraram alta correlação do DAP com a produtividade e o custo, sendo que, à
medida que crescia o diâmetro médio das árvores, aumentava a produtividade das máquinas
nos sistemas de colheita e, conseqüentemente, reduziam-se os custos operacionais. Já
Bramucci e Seixas (2002) identificaram um aumento da produtividade das máquinas em
função do aumento do DAP até aproximadamente 24 cm, notando-se uma forte tendência de
queda a partir desse valor.
O volume individual das árvores é outra variável de influência relacionada às
variações nas produtividades obtidas pelos harvesters (BRAMUCCI e SEIXAS, 2002). Para
Akay et al. (2004), a produtividade está muito relacionada ao tamanho da árvore, sendo que
conforme aumenta o volume da árvore, aumenta-se a produtividade, porém, desde que o
tempo de processamento seja o mesmo. Isso foi comprovado por Moreira (2000) que analisou
diversos sistemas de colheita de madeira e verificou uma tendência de aumento na
produtividade das máquinas com o aumento do volume médio das árvores.
Segundo Duratex (1999), de um modo geral, a produtividade do corte mecanizado é
muito influenciada pelo volume individual da árvore, de modo que o rendimento da colheita
acompanha proporcionalmente o volume de madeira por árvore, enquanto que o custo por
unidade de volume segue uma tendência inversa.
Construindo um modelo matemático para simulação de colheita de madeira com
harvester, Eliasson (1999) observou que a capacidade produtiva em volume de madeira por
hora cresceu proporcionalmente com o aumento do volume individual das árvores derrubadas.
Já Santos e Machado (1995), estudando os processadores mecânicos nas operações de
desgalhamento e traçamento de eucalipto, observaram que a capacidade produtiva das
máquinas cresceram à medida que aumentou o volume por árvore até atingir um ponto
máximo, com volume de 0,34 m3 e decrescendo a partir desse valor.
Stampfer et al. (1999) citado por Burla (2008) estudando a influência do volume
individual da árvore e da inclinação do terreno sobre a produtividade de um harvester de
esteiras, concluiu que a produtividade diminuiu com o aumento da inclinação do terreno. Já
Akay et al. (2004) diz que em condições de maior declive, o harvester pode aumentar o
tempo de processamento por árvore, por conseguinte diminuir a sua produtividade.
14
Por outro lado, Santos e Machado (1995) avaliaram o “baldeio” realizado por um
forwarder e concluíram que o tempo de carregamento foi a única atividade afetada pelo
aumento no volume por árvore, com consequente aumento da produtividade. Uma equação de
regressão foi desenvolvida para estimar a produtividade desta máquina a partir das variáveis
“distância média de extração” (DME) e “volume por árvore”, com coeficiente de
determinação (R2) de 94%. Já Richardson e Makkonen (1994) afirmaram que as variáveis de
influência na produtividade do forwarder foram a distância de extração, a experiência do
operador, a capacidade da grua, o volume das toras e o tamanho das pilhas.
No caso do sistema de árvores inteiras, o volume de madeira por hectare foi a
principal variável de influência na operação de corte das árvores com o feller buncher,
apresentando ainda melhor desempenho em talhões de maior densidade de árvores
(VALVERDE, 1995). O mesmo autor verificou ainda que, quanto menor o volume de
madeira por hectare, maior foi o tempo consumido pela máquina na execução do corte,
afetando negativamente a produtividade e gerando maior custo de produção.
Freitas (2005) observou que, os fatores que mais afetaram a produtividade do skidder
foram o volume de madeira por hectare e a distância de arraste, sendo que as maiores
produtividades e os menores custos ocorreram nas menores distâncias de extração. Já Birro
(2002) verificou que, a produtividade foi mais afetada pela distância de arraste do que pela
declividade, além de constatar que, a velocidade de deslocamento da máquina não foi afetada
pelo aumento da declividade.
3.5. Estudo de tempos e movimentos
O estudo de tempos e movimento é o estudo sistemático dos sistemas de trabalho com
os objetivos de desenvolver o sistema e o método preferido, usualmente aquele de menor
custo, padronizar esse sistema e método, determinar o tempo gasto por uma pessoa
qualificada e devidamente treinada, trabalhando num ritmo normal, para executar uma tarefa
ou operação específica; e orientar o treinamento do trabalhador no método preferido
(BARNES, 1977).
Por isso o estudo de tempos e movimentos é uma técnica muito importante no
desenvolvimento e análise operacional de sistemas de colheita de madeira, pois o tempo
consumido por cada um dos elementos do ciclo permite a organização do trabalho, com o
objetivo de otimizar o sistema operacional com o mínimo de tempos improdutivos; deduzir a
15
produtividade e o custo por unidade produzida em relação a fatores relevantes (SEIXAS et al.,
2004).
Na realização do estudo de tempos e movimentos devem ser considerados os
equipamentos e o desenvolvimento de processos adequados para cada caso específico.
Também devem ser consideradas a avaliação do ritmo, a determinação das tolerâncias e do
tempo padrão para a execução das tarefas e, a diferença entre a operação manual e a
mecanizada. A avaliação preliminar da utilização de tempos, tais como tempos prédeterminados e, tempos padrão a partir de tempos elementares são fundamentais para que
possam ser identificados os sistemas e determinadas as matrizes, ferramentas e fórmulas a
serem utilizadas (BARNES, 1977).
O método do estudo de tempo pode ser subdividido em análise e síntese. A análise é a
pesquisa do decurso do trabalho na sua situação atual, ou seja, como ele acontece na prática,
ocorrendo intervenções na estruturação do sistema de trabalho. Por outro lado, a síntese
compreende a elaboração de um processo a ser atingido em situação futura, ou seja, é a
pesquisa do decurso do trabalho previamente estruturada com a finalidade de, por exemplo,
aumentar os rendimentos, melhorar as condições de trabalho, aperfeiçoar o aproveitamento
das capacidades de trabalho da mão de obra ou máquinas.
Normalmente, são necessárias várias repetições de análise e síntese, utilizando as
informações obtidas na pesquisa anterior, até encontrar, sob condições normais de trabalho, o
decurso ótimo (FENNER, 2002).
Existem basicamente três métodos de cronometragem para a realização do estudo de
tempos e movimentos, conforme Barnes (1977):
a) Método de tempo contínuo
Neste método, a medição do tempo ocorre sem a detenção do cronômetro, sendo a
leitura realizada no ponto de medição e a anotação do tempo conforme indicado no
cronômetro. O tempo do elemento é obtido posteriormente por subtração, sendo indicado
quando existe a necessidade de identificação do elemento de determinado ciclo.
b) Método de tempo individual
O cronômetro é detido em cada ponto de medição, sendo que após cada medição, os
ponteiros voltam imediatamente para a posição zero.
16
Neste método não é necessário fazer subtrações e o tempo do elemento é obtido
diretamente, diminuindo a incidência de erros de transcrição ou de análise, porém, exige
maior concentração do utilizador do método, sendo maior a onerosidade na coleta de dados.
c) Método multimomento
Neste método de cronometragem, o cronômetro gira continuamente, não sendo
medidos os tempos dos elementos do ciclo de trabalho, mas a frequência que eles ocorrem,
em intervalos de tempo previamente fixados. Não é recomendado quando alguns elementos
correspondem a uma pequena fração do tempo, incitando em maior erro na transcrição da
frequência dos elementos.
17
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. Caracterização da área de estudo
A pesquisa foi desenvolvida em povoamentos da empresa Klabin S.A., localizados no
município de Telêmaco Borba, região dos Campos Gerais, Estado do Paraná, entre os
paralelos de latitude 24°19’26’’ Sul e longitude 50°36’57’’ Oeste, com uma altitude média de
750 m (Figura 1).
O clima da região, segundo a classificação de KÖPPEN é definido como uma
transição entre Cfa e Cfb, subtropical úmido, com calor moderado, verões quentes e úmidos e
inverno frio, sendo a temperatura média do mês mais frio de 16,3 ºC e a temperatura média do
mês mais quente de 23,2 ºC, com chuvas regulares e precipitação média anual entre 1478 a
1700 mm (TREWARTHA e HORN, 1980; BARBOSA et al., 2007).
Em relação à geologia, o material de origem da região é predominantemente resultante
do intemperismo e retrabalhamento de litologias referentes às formações Rio Bonito, Itataré e
Diques de Diabásio (EMBRAPA/IAPAR, 1984). O solo que predomina nas áreas de estudo,
de acordo com informações da empresa, é o Latossolo Vermelho-Escuro de textura argilosa.
Figura 1. Mapa de localização da área de estudo.
18
4.2. Características operacionais da área de estudo.
O regime de manejo adotado pela empresa foi o corte raso, sem desbastes em períodos
anteriores, cuja madeira era utilizada para fins de produção de papel e celulose. Os operadores
que participaram do estudo nos dois sistemas de colheita tinham o mesmo nível de
experiência em operação de máquinas de colheita de madeira.
O relevo foi considerado constante, sendo o estudo realizado em áreas com relevo
plano e suave ondulado, com declividade média de 6%. A distância de extração percorrida
pelas máquinas de extração em ambos os sistemas de colheita foi estratificada em cinco
níveis: d ≤ 50 m; 50 < d ≤ 100 m; 100 < d ≤ 150 m; 150< d ≤ 200 m e; d > 200 m. A área
média dos talhões trabalhados na empresa era de 7 hectares.
Os dados referentes às características dendrométricas do povoamento florestal da área
de estudo estão discriminados na Tabela 1.
Tabela 1. Características do povoamento florestal.
Espécie
Eucalyptus grandis Hill ex. Maiden
Idade de corte (anos)
7
Espaçamento (m)
2,5 x 2,5
Área basal (m2 ha-1)
38,0 ± 3,34
DAP médio (cm)
19,2 ± 1,94
Altura média (m)
27,6 ± 2,20
3
Volume médio individual (m )
3
0,36 ± 0,04
-1
Volume médio (m ha )
430 ± 59,40
±: desvio padrão.
4.3. Sistemas de colheita de madeira avaliados
Foram estudados os sistemas de colheita de toras longas (Tree-length) e árvores
inteiras (full-tree). O sistema de toras longas foi composto por um harvester que realizava a
derrubada das árvores em eitos de cinco linhas e o seu processamento em toras com 7,2 m de
comprimento. Em seguida, o forwarder realizava a extração da madeira em forma de
“baldeio” somente de um lado do eito, do interior para a margem do talhão.
O sistema de árvores inteiras foi composto por um feller buncher, que realizava a
derrubada das árvores em eitos de quatro linhas e o posterior empilhamento das árvores em
feixes. Em seguida, o skidder realizava o arraste das árvores do interior até a margem do
talhão, e por fim, harvester realizava o processamento (desgalhamento, traçamento e
empilhamento) final da madeira em toras de 7,2 m de comprimento.
19
As características das máquinas e implementos estudados estão descritos na Tabela 2.
Tabela 2. Características das máquinas e implementos dos sistemas de colheita de madeira
avaliados.
Sistema de colheita de toras longas
Atividade
Máquina
Especificações e características
Harvester
Máquina-base: Marca Caterpillar, modelo 320D FM, motor
Caterpillar C6.4 ACERT (diesel), potência nominal de 157 hp
/ 117 kW, peso operacional de 26,9 t (sem cabeçote), material
rodante de esteiras reforçadas com dimensões de 0,70 m de
largura por 4,56 m de comprimento e distância entre rodados
de 1,90 m.
Implemento: Cabeçote marca Log Max, modelo 7000C, peso
operacional de 1,62 t, diâmetro máximo de corte de 750 mm,
equipado com quatro facas de desgalhamento.
(Horímetro: 3.400 h)
Derrubada e
processamento
Forwarder
(Horímetro: 17.200 h)
Baldeio
Marca Valmet, modelo 890.3, motor Valmet 74 CTA (diesel),
potência nominal de 204 hp / 150 kW, peso operacional de
19,1 t, rodados de pneus (dianteiros de 700/70x34 e traseiros
de 650/65x26,5), tração 8 x 8, distância entre rodados de 1,70
m, compartimento de carga com capacidade bruta de 18,0 t,
área de 5,6 a 6,0 m2, grua com alcance máximo de 7,50 m de
distância horizontal e 8,5 m de altura.
Sistema de colheita de árvores inteiras
Atividade
Máquina
Feller buncher
(Horímetro: 16.700 h)
Derrubada e
empilhamento
Especificações e características
Máquina-base: Marca Tigercat, modelo L870 C, motor
Cummin QSL9 Tier III (diesel), potência nominal de 300 hp /
224 kW, peso operacional de 35,6 t (sem cabeçote), material
rodante de esteiras com nivelamento com dimensões de 0,60 m
de largura por 4,58 m de comprimento.
Implemento: Cabeçote marca Tigercat, modelo ST 5702, peso
operacional de 2,625 t, diâmetro máximo de corte de 585 mm,
área útil de corte de 0,5 m2, capacidade de carga 3,2 t,
diâmetro do disco de 1,45 m, velocidade do disco de 1150 rpm
e 18 dentes de corte.
Skidder
(Horímetro: 19.900 h)
Marca Tigercat, modelo 635C, motor Cummins QSC8.3 Tier
III (diesel), potência nominal de 250 hp / 180 kW, peso
operacional de 22,7 t, rodados de pneus (dianteiros de 30,5x32
e traseiros de 28Lx26) recobertos com semiesteiras da marca
Eco Wheel Track, tração 6 x 6 e garra com área útil de 1,95
m2.
Harvester
Máquina-base: Marca John Deere, modelo 903J, motor John
Deere 6081H, Tier II (diesel), potência nominal de 294 hp /
219 kW, peso operacional de 31,2 t (sem cabeçote), material
rodante de esteiras com dimensões de 0,60 m de largura por
4,69 m de comprimento e distância entre rodados de 1,95 m.
Implemento: Cabeçote marca Waratah, modelo HTH622B,
peso operacional de 2,12 t, diâmetro máximo de corte de 750
mm, com quatro facas de desgalhamento
Arraste
(Horímetro: 10.600 h)
Processamento
20
4.4. Procedimento amostral
A horizonte de amostragem foi determinada utilizando-se a metodologia proposta por
Barnes (1977), por meio da realização de um estudo piloto. Após o estudo piloto, foi
calculado o número mínimo de observações do ciclo operacional das máquinas componentes
de cada sistema de colheita, de forma a proporcionar um erro de amostragem máximo de 5%,
por meio da expressão 1:
n ≥ t2 + CV2
(1)
E2
em que: n = número mínimo de ciclos necessários; t = valor de t, para o nível de
probabilidade desejado e (n-1) graus de liberdade; CV = coeficiente de variação, em
porcentagem e; E = erro admissível, em percentagem.
Em seguida, em função do número de observações necessárias e levando em
consideração as faixas de trabalho das máquinas de corte utilizadas pela empresa definiu-se o
número mínimo de ciclos estudados em cada máquina dentro dos sistemas de colheita de
madeira avaliados. Os dados foram coletados no período de janeiro a abril de 2012.
4.5. Análise operacional
A análise operacional foi realizada a partir de um estudo de tempos e movimentos,
determinando-se a disponibilidade mecânica, a disponibilidade técnica, a eficiência
operacional, a produtividade, o consumo especifico de combustível e o rendimento energético
das máquinas componentes dos sistemas de colheita de madeira.
Para a realização do estudo de tempos e movimentos, as operações das máquinas em
ambos os sistemas de colheita foram subdivididas em fases do ciclo operacional. Foi utilizado
o método de cronometragem de tempo contínuo, com uso de um cronômetro digital
centesimal e formulários específicos para registro dos dados. De posse dos resultados,
determinaram-se ainda os tempos consumidos em cada fase da operação, as interrupções
operacionais com suas respectivas causas.
Nas Tabelas 3 e 4 são apresentadas a descrição das operações parciais das máquinas
componentes dos sistemas de colheita de madeira de toras longas e árvores inteiras,
respectivamente.
21
Tabela 3. Atividades das máquinas componentes do sistema de toras longas.
Máquina
Fases do ciclo
Derrubada
Processamento
Harvester
Deslocamento
Interrupções
Viagem vazio
Carregamento
Forwarder
Viagem carregado
Descarregamento
Interrupções
Descrição
Tempo consumido pela máquina na derrubada e
tombamento da árvore.
Tempo consumido pela máquina no processamento da
árvore.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento até
a árvore a ser cortada.
Tempo referente às paradas da máquina por motivos
diversos.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento da
estrada até o interior do talhão, próximo a pilha de
madeira.
Tempo consumido pela máquina no carregamento das
toras no interior do talhão.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento do
interior até a margem do talhão.
Tempo consumido pela máquina no descarregamento
das toras na margem do talhão.
Tempo referente às paradas da máquina por motivos
diversos.
Tabela 4. Atividades das máquinas componentes do sistema de árvores inteiras.
Máquina
Fases do ciclo
Derrubada e
empilhamento
Feller buncher
Deslocamento
Interrupções
Viagem vazio
Manobra e
carregamento
Skidder
Viagem carregado
Descarregamento e
manobra
Interrupções
Processamento
Processador
Florestal
Harvester
Deslocamento
Interrupções
Descrição
Tempo consumido pela máquina na derrubada e
empilhamento da árvore.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento até a
árvore a ser cortada.
Tempo referente às paradas da máquina por motivos
diversos.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento da
margem até o interior do talhão, próximo ao feixe de
árvores.
Tempo consumido pela máquina na manobra e
carregamento dos feixes de árvores.
Tempo consumido pela máquina no arraste das árvores
do interior até a margem do talhão.
Tempo consumido pela máquina no descarregamento dos
feixes de árvores.
Tempo referente às paradas da máquina por motivos
diversos.
Tempo consumido pela máquina no processamento das
árvores.
Tempo consumido pela máquina no deslocamento
durante o processamento.
Tempo referente às paradas da máquina por motivos
diversos.
22
a) Disponibilidade mecânica
A disponibilidade mecânica é definida como sendo a percentagem do tempo de
serviço programado em que a máquina está mecanicamente apta a realizar trabalho produtivo,
desconsiderando-se o tempo em que a máquina está em manutenção preventiva e/ou corretiva
(BIRRO et al., 2002; CANTO, 2003). O cálculo foi obtido pela expressão 2:
DM 
TP - TT
 100
TP
(2)
Em que, DM = grau de disponibilidade mecânica (%); TP = tempo programado para o
trabalho (horas) e; TM = tempo de permanência em manutenção (horas).
b) Disponibilidade técnica
A disponibilidade técnica é definida como sendo a percentagem do tempo de serviço
programado em que a máquina está tecnicamente apta a realizar trabalho produtivo,
desconsiderando-se o tempo em que a máquina está em paradas técnicas. O cálculo foi obtido
pela expressão 3:
DT 
TP - TT
 100
TP
(3)
Em que, DM = grau de disponibilidade técnica (%); TP = tempo programado para o
trabalho (horas) e; TM = tempo em paradas técnicas (horas).
c) Eficiência operacional
A eficiência operacional é a percentagem do tempo efetivamente trabalhado em
relação ao tempo total programado para o trabalho (BIRRO, 2002), sendo determinada pela
expressão 4:
EO 
TE
100
(TE  TI)
(4)
em que: EO = eficiência operacional (%); TE = tempo de trabalho efetivo (hora) e; TI =
tempo de interrupções operacionais e não-operacionais (hora).
d) Produtividade
A determinação da produtividade de cada máquina componente dos sistemas de
colheita da madeira foi obtida por meio do volume médio individual das árvores, fornecido
23
pelo inventário da empresa, sendo o seu valor multiplicado pelo número total de árvores
cortadas, extraídas e processadas, obtendo-se assim, o volume total, que posteriormente foi
dividido pelas horas efetivamente trabalhadas, conforme a expressão 5, sugerida por Minette
et al. (2004):
NV
he
Pr 
(5)
em que: Pr = produtividade (m³cc he-1); N = número total de árvores derrubadas, extraídas
ou processadas; V = volume médio por árvore com casca (m³cc) e; he = horas efetivas de
trabalho.
e) Consumo específico de combustível
O consumo específico de combustível expressa o consumo de combustível por
unidade de potência nominal do trator, tendo sido calculado para cada máquina de ambos
sistemas de colheita, conforme expressão 6:
CE 
DC
Pt
(6)
em que: CE = consumo específico de combustível (g kW-1 he-1); D = densidade do
combustível (g L-1), sendo considerado 0,85 g L-1 para diesel, conforme Agarwal (2007); C =
consumo de combustível por hora efetiva (L he-1) e; Pt = potência nominal do trator (kW).
f) Rendimento energético
O rendimento energético foi obtido pela razão entre consumo específico de
combustível e produtividade de cada máquina em ambos os sistemas, conforme expressão 7:
RE 
CE
Pr
(7)
em que: RE = rendimento energético (g kW-1 m-3cc); CE = consumo específico de
combustível (g kW-1 he-1) e; Pr = produtividade (m³cc he-1).
4.6. Análise de custos
A avaliação dos custos foi baseada na diferença do custo operacional das máquinas e
do custo de produção, em ambos os sistemas de colheita de madeira.
24
4.6.1. Custos operacionais
O cálculo dos custos operacionais das máquinas foi realizado por meio do método
contábil, com uso de valores estimados e reais. Os custos fixos (depreciação, juros e seguros)
foram estimados pela metodologia proposta pela FAO/ECE/KWF segundo Machado e
Malinovski (1998) e por meio de informações obtidas no mercado. Para os custos variáveis
(combustíveis, lubrificantes e graxas, óleo hidráulico, pneus, manutenção e reparos) e de
pessoal (salário, encargos sociais e transporte) foram utilizados os dados fornecidos pela
empresa e dados obtidos em campo.
a) Custos fixos
Foram considerados custos fixos aqueles que não variam com as horas de operação,
isto é, não sofrem alterações devido ao uso da máquina. São os custos que ocorrem,
independentemente se a máquina estiver ou não em operação. Os custos fixos foram
compostos pelos custos de depreciação, custo de pessoal operacional, juros e seguros.
Depreciação
A depreciação foi considerada como o meio de se recuperar o investimento original
em uma máquina, na medida em que ocorre o seu envelhecimento ou obsoletismo. A inclusão
deste valor no custo operacional representa a continuação de um capital de reserva para a
aquisição de uma nova máquina.
Foi utilizado o método de cálculo da depreciação linear, em que o valor depreciável é
obtido ao se subtrair do valor de aquisição da máquina mais implemento pelo seu valor
residual, então, posteriormente, divide-se o valor depreciável pela vida útil estimada e horas
efetivas de uso anuais, conforme a expressões 8 e 9:
DP 
Va - Vr
N x He
(8)
em que: DP = depreciação linear da máquina (R$ he-1); Va = valor de aquisição da máquina
+ implemento (R$); Vr = valor residual ou de revenda da máquina + implemento (R$); N =
vida útil estimada (anos) e; He = horas efetivas de uso anual (horas). Para efeito de cálculo,
considerou-se Vr = 20 % de Va.
25
HE 
Nd x d x Nt (100 - TD)
100
(9)
em que: He = horas efetivas de trabalho por ano (horas); Nd = número de dias trabalhados
por ano; d = duração do turno de trabalho (horas); Nt = número de turnos de trabalho por
dia e; TD = demoras e dias improdutivos (%).
Juros e seguros
Os juros foram calculados pela aplicação de uma taxa de juros ao investimento médio
anual (IMA), que corresponde ao custo de oportunidade que seria aplicado ao capital.
O seguro foi considerado como o custo que os proprietários incorrem devido ao uso ou
posse de sua máquina, bem como em razão dos constantes prejuízos a que elas estão expostas
durante o trabalho. Foi considerado uma taxa real de juros de 8% a.a e uma taxa de seguros de
2% a.a., totalizando 10% a.a.
O cálculo dos juros e seguros foi feito pelas expressões 10 e 11:
JS 
IMAxi
He
(10)
em que: JS = custos de juros e seguros (R$ he-1); IMA = investimento médio anual (R$);
i = taxa de juros e seguros (%) e; He = horas efetivas de trabalho anual (horas).
IMA 
(Va - Vr) x (N  1)
 Vr
2x N
(11)
em que: IMA = investimento médio anual (R$); Va = valor de aquisição da máquina +
implemento (R$);Vr = valor residual ou de revenda da máquina + implemento (R$) e; N =
vida útil estimada (anos).
Custos de pessoal operacional
Foram considerados os custos de pessoal operacional aqueles relacionados com
salários mais benefícios e encargos sociais divididos pelas respectivas quantidades de horas
trabalhadas. Considerou-se um salário mensal médio da região de R$ 1.535,00 e encargos
sociais de 112,4% sobre o salário, sendo 76,0% de encargos obrigatórios previstos em lei
26
(INSS, FGTS, 13º Salário, férias, etc.) e 36,4% de benefícios (plano de saúde, vale transporte,
cesta de alimentos, etc.).
b) Custos variáveis
Foram considerados custos variáveis aqueles que estão diretamente relacionados com
a frequência de uso da máquina, isto é, incidem de acordo com a quantidade produzida ou
com o uso da máquina. Compõem os custos variáveis os custos com combustível,
lubrificantes e graxas, óleo hidráulico, material rodante (pneus, esteiras e semiesteiras),
manutenção corretiva e preventiva, e transporte de máquinas.
Combustível
Os custos com combustível são referentes ao consumo de óleo diesel pelas máquinas,
sendo calculados de acordo com a expressão 12:
CC = Pu x C
(12)
em que: CC = custo com combustível (R$ he-1); Pu = preço de um litro de óleo diesel (R$/L)
e; C = consumo de óleo diesel por hora efetiva (L he-1).
Salienta-se que para o estudo foi usado um valor de R$ 1,70 por litro de combustível
para ambos os sistemas de colheita.
Lubrificantes e graxas
Os custos com lubrificantes e graxas foram calculados considerando como sendo 10%
dos custos com combustíveis utilizados pela empresa, conforme a expressão 13:
CLG = ILG x CC
(13)
em que: CLG = custo com lubrificantes e graxas (R$ he-1); ILG = índice de custos com
lubrificantes e graxas (10% dos custos com combustíveis) e; CC = custos com combustíveis
(R$ he-1).
Óleo hidráulico
Os custos com óleo hidráulico pelas máquinas foram obtidos conforme a taxa de
consumo de acordo com dados da empresa, que são embutidos junto aos custos com
lubrificantes e graxas.
27
Material rodante
Os custos com material rodante (pneus, esteiras e semiesteiras) das máquinas foi
calculado de acordo com a expressão 14:
CP =
Nr x Vr
Hr
(14)
em que: CP = custo dos rodados (R$ he-1); Vr = valor de um pneu, esteira ou semiesteira da
máquina (R$); Nr = número de rodados (pneus ou semiesteira) da máquina e; Hr = vida útil
de um pneu, esteira ou semiesteira, em horas efetivas (he).
Manutenção
Os custos com manutenção referiram-se aos custos com manutenção corretiva e
preventiva, sendo obtidos a partir de dados históricos fornecidos pela empresa.
c) Custos administrativos
Foram considerados os custos de administração aqueles relacionados com os trabalhos
de escritório e supervisão das operações de campo, sendo obtidos na empresa, em valores
mensais e divididos pela quantidade de horas trabalhadas. Considerou-se no cálculo o
percentual de 5% sobre o somatório de custos fixos e variáveis.
d) Custo operacional total
O custo operacional total para as máquinas em cada sistema de colheita foi calculado
considerando o somatório de custos fixos, variáveis, pessoal operacional e administrativo.
4.6.2. Custo de produção
O cálculo do custo de produção foi realizado pela divisão dos custos operacionais (R$
he-1) pela produtividade (m3cc he-1) de cada máquina componente de ambos os sistemas de
colheita avaliados.
28
4.6.3. Análise de sensibilidade
A análise de sensibilidade foi realizada visando determinar o grau de variação dos
indicadores de viabilidade econômica diante de alterações nas variáveis mais relevantes de
um projeto. Nesse caso, foi analisada a variação da produtividade, a manutenção corretiva e a
depreciação sobre o custo de produção das máquinas dos sistemas avaliados, sendo
considerada uma variação de 30% para mais ou para menos de cada variável.
4.6.4. Custo de produção total dos sistemas de colheita de madeira
Os custos de produção total referiram-se ao somatório dos custos de produção de cada
máquina componente em ambos os sistemas de colheita de madeira, conforme as expressões
15 e 16:
CPSTL = CPhw + CPfw
(15)
CPSAI = CPfb + CPsk + CPpr
(16)
em que: CPSTL = custo total de produção do sistema de colheita de toras longas (R$ m-3cc);
CPhw = custo de produção do corte com o harvester (R$ m-3cc); CPfw = custo de produção da
extração com o forwarder (R$ m-3cc); CPSAI = custo total de produção do sistema de colheita
de árvores inteiras (R$ m-3cc); CPfb = custo de produção do corte com o feller buncher (R$
m-3cc); CPsk = custo de produção do arraste com o skidder (R$ m-3cc) e; CPpr = custo de
produção do processamento com o harvester (R$ m-3cc).
4.7. Análises estatísticas
O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, sendo realizada análise de
variância para as variáveis de tempo do ciclo operacional e produtividade para as máquinas de
extração de madeira (forwarder e skidder). Considerou-se como tratamentos as diferentes
classes de distâncias de extração. Porém, ressalta-se que antes da análise de variância, os
valores das variáveis supramencionadas foram submetidos ao teste de Bartlett, para
verificação da homogeneidade das variâncias, e, então, havendo significância na análise de
variância, procedeu-se com a comparação de médias pelo teste de Tukey a 5% de
significância.
29
Além disso, foram efetuadas análises de regressão linear múltipla para verificar a
relação entre a variável dependente produtividade e variáveis independentes (fatores de
influência mais relevantes das máquinas), conforme apresentado na Tabela 5. As equações
ajustadas foram avaliadas por meio do coeficiente de determinação (R2) (DRAPER e SMITH,
1981) e erro padrão da estimativa absoluto (Syx) e em percentagem (Syx%).
Tabela 5. Variáveis independentes utilizadas nas equações para estimativa da produtividade.
Variáveis independentes
Sistema de
colheita
Equipamento
Toras
longas
Harvester
Volume
individual
(m3)
Tempo de
processamento
individual
(s)
Distância
média de
extração
(m)
Forwarder
Volume
médio do
ciclo
(m3cc he-1)
X
X
Feller
buncher
Árvores
Inteiras
Skidder
Processador
harvester
X
X
Tempo
do ciclo
(min)
X
X
X
X
X
X
X
X
Para a estimativa da produtividade das máquinas no sistema de colheita de toras
longas foram ajustadas os seguintes modelos de regressão linear múltipla:
a) Harvester
PROD = a + b VMC + c TMC
(17)
em que: PROD = produtividade efetiva estimada do equipamento (m3cc he-1); VMC = volume
médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min) e; a, b e c =
parâmetros de ajuste do modelo.
b) Forwarder
PROD = a + b DE + c TMC + d VMC
(18)
em que: PROD = produtividade efetiva estimada do equipamento (m3cc he-1); DE = distância
de extração (m); VMC = volume médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo
operacional (min) e; a, b, c e d = parâmetros de ajuste do modelo.
30
Para a estimativa da produtividade das máquinas do sistema de colheita de árvores
inteiras, foram ajustados os seguintes modelos de regressão linear múltipla:
a) Feller buncher
PROD = a + b VMC + c TMC (60)
(19)
em que: PROD = produtividade efetiva estimada do equipamento (m3cc he-1); VMC = volume
médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min) e; a, b e c =
parâmetros de ajuste do modelo.
b) Skidder
PROD = a + b DE + c TMC + d VMC
(20)
em que: PROD = produtividade efetiva estimada do equipamento (m3cc he-1); DE = distância
de extração (m); VMC = volume médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo
operacional (min) e; a, b, c e d = parâmetros de ajuste do modelo.
c) Processador Florestal harvester
PROD = a + b TPI (60) + c VID
(21)
em que: PROD = produtividade efetiva estimada do equipamento (m3cc he-1); VMC = volume
médio individual (m3cc); TMC = tempo de processamento individual (min) e; a, b e c =
parâmetros de ajuste do modelo.
31
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Sistema de colheita de madeira de toras longas
Para o trator florestal harvester no sistema de colheita de toras longas foi avaliado um
total de 2.438 ciclos operacionais, referentes ao ciclo do corte de uma árvore individual, sendo
que o número mínimo de observações necessário foi de 357, considerando um erro de
amostragem admissível de 5%. Já para o trator florestal forwarder foi avaliado um total de
111 ciclos operacionais, referente ao ciclo de extração das toras, sendo que o número mínimo
de observações necessárias foi de 76 ciclos.
5.1.1 Análise operacional e de custos do trator florestal harvester
5.1.1.1. Elementos do ciclo operacional
Por meio do estudo de tempos e movimentos, determinou-se o tempo percentual
consumido em cada elemento do ciclo operacional do harvester (Figura 2). É importante
ressaltar que os resultados foram apresentados em percentagem, uma vez que o tempo total de
coleta dos dados diferiu para cada máquina em cada sistema de colheita de madeira.
Figura 2. Distribuição percentual do ciclo operacional do harvester no sistema de colheita de
toras longas.
32
Como pode ser visto, o elemento que consumiu o maior tempo foi o processamento da
árvore (46%), seguido pelas interrupções (36%), busca e derrubada (14%) e deslocamento
entre árvores (4%) (Figura 2). O maior tempo consumido no processamento foi devido ao fato
dessa etapa envolver sub atividades (desgalhamento, destopamento, traçamento e
enleiramento das toras nos eitos de corte), situação que demandou mais tempo de execução
comparado aos demais elementos do ciclo operacional. Tais resultados foram semelhantes aos
relatados por Lopes et al. (2007), Burla (2008), Martins et al. (2009) e Bertin (2010), que
também observaram este comportamento em seus resultados.
O menor tempo requerido pelos elementos busca e derrubada e deslocamento podem
ser atribuídos, em parte, pelo menor espaçamento do plantio e à maior densidade do
povoamento, que contribuiu para que a máquina pudesse realizar o corte de um maior número
de árvores a partir de uma única posição. Este comportamento também foi justificado por
Akay et al (2004) e Pereira (2011), que afirmam que a densidade do povoamento é um dos
fatores de maior influência no tempo do ciclo operacional, pois quanto maior a densidade do
povoamento, menor é o tempo consumido no deslocamento para buscar e derrubar árvores.
Na Figura 3 é mostrado a distribuição percentual do ciclo efetivo de corte com o trator
florestal harvester, desconsiderando o tempo de interrupções. Como pode ser visto, percebese o elevado tempo gasto com processamento das árvores, pois correspondeu a 72% do tempo
total efetivo, ficando mais uma vez evidente o maior tempo consumido por esse elemento, que
despendeu em média 0,36 minutos por árvore.
Figura 3. Distribuição percentual dos tempos efetivos do ciclo operacional do harvester no
sistema de colheita de toras longas. BD: busca e derrubada; PR: processamento;
DE: deslocamento.
33
Ressalta-se também, que parte do tempo despendido no processamento foi devido o
harvester tentar maximizar o tamanho da pilha de madeira na intenção de otimizar a operação
de extração florestal com o forwarder. Sendo isso relacionado à altura média das árvores, que
geravam em média somente três toras com comprimento de 7,20 metros, tornando-se
necessário uma quantidade maior de árvores para maximizar as pilhas e assim aumentar a
produção do forwarder.
Burla (2008), avaliando a atividade de corte com harvester em diferentes condições de
declividade e volume por área, relatou que as subetapas de descascamento, desgalhamento e
processamento corresponderam a 52% do tempo total do ciclo operacional. Já Martins et al.
(2009) também avaliando a atividade de corte com harvester em diferentes espaçamentos e
arranjos de plantio em povoamentos de eucalipto, relatou que a atividade de traçamento
correspondeu a 41,4%, enquanto o descascamento e desgalhamento a 30% do tempo total do
ciclo operacional, perfazendo um total de 71,4% do ciclo operacional.
As interrupções (Figura 4) tiveram influência considerável no tempo do ciclo
operacional da máquina, comprometendo a produtividade do processo como um todo, haja
visto que representou 36% do tempo total operacional (Figura 2). Tais resultados estão acima
dos valores observados por Lopes et al. (2007) para corte de floresta de Pinus taeda L.
(19,7%;) e por Bertin (2010) para o corte de florestas de Eucalyptus grandis (9,1%).
Figura 4. Distribuição percentual das interrupções do harvester no sistema de colheita de
toras longas.
34
Esse valor relativamente alto de interrupções pode ser atribuído, em maior parte,
devido a paradas por manutenção corretiva da máquina, que representaram 42% do tempo
total de interrupções (Figura 4).
Na manutenção corretiva, a atividade que mais consumiu tempo foi a manutenção do
sistema de corte do cabeçote, onde o tempo gasto com manutenção de correntes e sabre foi de
45% do tempo total. Durante o estudo percebeu-se a dificuldade de estoques adequados de
peças de reposição em campo, acarretando em atraso nas trocas de correntes, e, por
conseguinte, afetando a disponibilidade mecânica e a eficiência operacional da máquina.
Porém, deve-se enfatizar que esta atividade é uma rotina diária dentro da operação e um
problema de fácil solução.
Outro tipo de manutenção que resultou em considerável tempo despendido foi a
correção de vazamentos ocorridos nos sistemas hidráulicos da máquina, principalmente no
interior do compartimento do motor, contribuindo com 30% do tempo total em manutenção
corretiva.
Por fim, também percebeu-se que grande parte dos problemas com correção de
vazamentos hidráulicos foi em função do rompimento de mangueiras hidráulicas do cabeçote,
mostrando a necessidade do desenvolvimento de máquinas com sistemas de proteção de
mangueiras mais eficientes e a oferta de treinamentos de formação e aperfeiçoamento de
forma regular aos operadores e mecânicos de máquinas.
É importante ressaltar que a necessidade de treinamento mais intensivo, pode ser
justificado quando percebe-se que mais de 21% das manutenções ocorreram devido a erros
operacionais e a falta de manutenção preventiva mais eficiente, sendo que algumas
ocorrências poderiam ser evitadas caso os operadores tivessem conhecimento e pudessem
realizar pequenos reparos na máquina.
Nota-se que a manutenção preventiva contribuiu em 14% para o aumento do tempo
das interrupções. Durante o estudo observou-se que a manutenção preventiva mais comum foi
a lavagem e lubrificação do cabeçote, seguido pela manutenção preventiva sistemática
realizada em função da quantidade de horas trabalhadas. É importante ressaltar que em
nenhum momento foi verificado a existência de reapertos aos diversos sistemas que compõe a
máquina, podendo ter contribuído para um maior desgaste e quebra da máquina. A
manutenção preventiva realizada de forma adequada pode, além de manter a confiabilidade,
reduzir de forma significativa os custos com manutenção.
35
O deslocamento da máquina (19%) também foi um dos principais fatores que
influenciou o tempo de trabalho efetivo. Foi observado que boa parte do deslocamento ocorria
devido à necessidade de abastecimento de combustível na máquina. Por mais que isso
ocorresse durante as trocas de turno, verificou-se uma grande quantidade de deslocamentos
devido a essa situação. Sendo assim, sugere-se estudos para a confecção de tanques de
combustíveis com maior capacidade, sistema de abastecimento com maior rapidez e
planejamento do atendimento do comboio às máquinas, de forma a contribuir com a redução
do tempo perdido com abastecimento.
Outra situação que colaborou para o excesso de deslocamentos foi a existência de
pequenas unidades de colheita (talhões) na área de estudo, o que gerou muito deslocamento da
máquina entre o início e fim do local de colheita. É importante lembrar que o excesso de
deslocamentos da máquina, além de resultar em perdas produtivas significativas, também
contribui com o maior desgaste e necessidade de trocas antecipadas de material rodante,
aumentando, consequentemente, os custos operacionais.
Ainda, verificou-se que as interrupções com abastecimento (6%) e verificação diária
(8%) não afetaram de forma significativa as interrupções da máquina, pois tais atividades
ocorriam durante as trocas de turno dos operadores.
5.1.1.2.
Disponibilidade
produtividade
mecânica
e
técnica,
eficiência
operacional
e
Durante o período do estudo, verificou-se que a disponibilidade mecânica do trator
florestal harvester, que se refere à aptidão da máquina para se encontrar em perfeitas
condições de trabalho (CANTO, 2003), foi de 80,1 %, estando abaixo do valor encontrado por
Silva et al. (2010) que foi em média de 90,3%, e por Simões e Fenner (2010a) que foi em
média de 90,4%.
Deve-se ressaltar que, dentre as interrupções observadas, 16% foram relacionadas à
operação e 19,1 % referentes às paradas por manutenção mecânica, mostrando assim, que o
aumento da disponibilidade mecânica é de fundamental importância para a obtenção de maior
produtividade. Para tanto, a medição e o controle do desempenho operacional de máquinas
florestais são fundamentais para controlar e auxiliar na tomada de decisões, do nível
estratégico ao operacional (PELOIA e MILAN, 2010).
36
Em função da baixa disponibilidade mecânica e técnica, encontrou-se uma eficiência
operacional média de apenas 64,1%, estando abaixo do recomendado por Machado (1989),
que sugere que os valores não sejam inferiores a 70%. Este valor pode ser justificado em
função das frequentes interrupções, principalmente, para ações de manutenção corretiva,
conforme discutido anteriormente. Além disso, é importante salientar que a eficiência
operacional depende do nível de treinamento recebido pelo operador, da experiência na
função, da melhor adaptação da máquina ao operador e, principalmente, da quantidade de
perda ou impedimento de trabalho através de paradas (CANTO, 2003).
A produtividade efetiva média por hora de trabalho do trator florestal harvester na
execução de corte, considerando uma eficiência operacional de 64,1%, foi de 31,8 m3cc he-1.
Burla (2008) em estudo de corte de florestas de eucalipto reportou valor de 28,0 m³sc he-1,
sendo que o menor valor pode ser o fato da máquina também ter realizado o descascamento
de toras e pelo menor comprimento processado (4,4 m), demandando assim, maior tempo do
ciclo operacional que diminuiu o valor de produtividade da operação. Já Bertin (2010)
estudando o corte de florestas de Eucalyptus grandis com o harvester, encontrou um valor
41,6 m³sc he-1, que pode ser explicado devido à eficiência operacional da máquina.
Portanto, fica evidente a possibilidade da máquina aumentar a produtividade. Para tal,
é necessário aumentar a sua eficiência operacional, por meio de adoção de algumas medidas,
como maior eficiência da manutenção mecânica, planejamento operacional que reduza os
tempos de deslocamentos da máquina e intensificação das verificações diárias e
abastecimento durante as trocas de turno.
5.1.1.3. Estimativa de produtividade
Por meio da análise dos valores da estatística descritiva (Tabela 6) e seguindo os
preceitos citados por Gomes e Garcia (2002) que citam que a variabilidade de um atributo
pode ser classificada através dos valores de coeficiente de variação (CV) como baixo (≤ 10
%), médio (10% – 20%), alto (20% – 30%) e muito alto (> 30%), observa-se que a variável
produtividade efetiva (PROD) do harvester apresentou um coeficiente de variação (38,67%)
considerado muito alto e grande amplitude de valores, porém, considerado normal devido às
características da operação. A variável volume médio do ciclo (VMC) teve baixa variação e
dispersão em seus valores. Enquanto o tempo médio do ciclo (TMC) apresentou variação
muito alta e grande amplitude de valores.
37
A variabilidade nos valores da produtividade e tempo médio do ciclo operacional do
harvester ocorreu, principalmente, em função dos tempos de deslocamentos da máquina entre
árvores. Operacionalmente, observou-se que não existiu deslocamento em todos os ciclos,
pois muitas vezes, a máquina completava um ciclo operacional sem se deslocar, resultando
assim numa variação maior no tempo total do ciclo que foi a principal variável de
interferência na produtividade, como pode ser visto na Figura 5, que demonstra variação dos
valores de produtividade estimada em função do tempo médio do ciclo.
Tabela 6. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do trator florestal
harvester no sistema de toras longas.
Variável
3
Média Desvio padrão CV (%) Mediana Máximo Mínimo
-1
PROD (m cc he )
31,76
12,28
38,67
29,24
97,47
8,66
VMC (m cc)
0,36
0,02
5,81
0,35
0,39
0,33
TMC (min)
0,49
0,16
33,66
0,48
1,52
0,15
3
CV: coeficiente de variação.
Figura 5. Variação da produtividade efetiva do harvester em função do tempo do ciclo
operacional.
Com os valores, pode-se, então, ajustar um modelo de regressão linear múltipla,
resultando na equação para estimativa da produtividade efetiva do harvester:
38
PROD = 30,9521 + 81,6166 VMC – 59,9175 TMC
2
3
(22)
-1
R = 0,86; Syx = 3,93 m cc he ; Syx% = 13,37
em que: PROD = produtividade efetiva estimada (m3cc he-1); VMC = volume médio do ciclo
(m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min); R2 = coeficiente de determinação;
Syx = erro padrão da estimativa absoluto (m3cc he-1) e; Syx% = erro padrão da estimativa
percentual (%).
As variáveis independentes VMC e TMC explicaram, em conjunto, 86% da variação
dos valores de produtividade do harvester, com um erro padrão da estimativa absoluto de 3,93
m3cc he-1 e percentual de 13,37%. Aplicando-se a equação, como demonstra a Figura 6, é
possível observar que com o aumento do tempo do ciclo e diminuição do volume produzido, a
produtividade diminui acentuadamente.
Figura 6. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o harvester no sistema de colheita de toras longas.
A principal variável de influência na produtividade do harvester foi o tempo do ciclo,
que explicou sozinha explicou 71,3% da variação, sendo que esta variou em função do tempo
de deslocamento gerado entre o corte de cada árvore, que por sua vez, foi influenciado
diretamente pelo espaçamento da floresta estudada.
39
Em geral, a equação ajustada permitiu analisar melhor a variação da produtividade do
harvester, porém, deve-se ter cautela no emprego da equação ajustada, limitando-a somente
para as condições estudadas.
5.1.1.4. Consumo específico e rendimento energético
A avaliação do consumo de combustível é básico para que se conheça a eficiência real
com que o motor transforma a energia química do combustível em trabalho útil. O consumo
horário de combustível usado pelo trator florestal harvester foi de 23,0 L he-1, resultando em
um consumo especifico em torno de 167,90 g kW-1 he-1, enquanto, o rendimento energético da
atividade de corte de madeira foi de 5,3 g kW-1 m3cc. Simões et al. (2010) estudando um
harvester com potência nominal de 103 kW na colheita de eucalipto apresentou rendimento
energético médio similar de 5,4 g kW-1 m3cc em seus resultados e um pior consumo
específicos 194,80 g kW-1 he-1.
5.1.1.5. Custos operacionais e de produção
Os custos fixos corresponderam a 37,6% do custo operacional, contribuído
principalmente, pelo custo com pessoal operacional (44,3%) que correspondeu a R$ 31,9 por
hora efetiva de trabalho, estando incluso os custos com salários e encargos (12,4%),
transporte de funcionários (3,1%) e refeições (1,1%) (Tabela 7).
Tabela 7. Custos fixos e variáveis do harvester no sistema de colheita de toras longas.
Depreciação
Pessoal operacional
Fixo
Juros e seguros
Combustível
Lubrificantes e graxas
Óleo hidráulico
Variável
Material rodante
Manutenção corretiva
Manutenção preventiva
Administração
Valor (R$ he1
)
29,3
31,9
10,8
39,1
2,4
3,0
5,1
48,8
12,2
9,13
Total
191,7
Item de Custo
40
Valor parcial
(%)
40,7
44,3
15,0
35,4
22,2
2,7
4,6
44,1
11,0
Valor total
(%)
37,6
57,7
4,8
100,0
O custo com salários e encargos correspondeu a R$ 23,85 por hora, sendo 52,9%
relacionados aos encargos sociais e benefícios, que pode variar com as características de cada
empresa e região de atuação. O transporte de funcionários era realizado por empresa
prestadora de serviços, sendo que o custo foi formado por uma diária fixa mais o total de
quilômetros rodados durante o mês, estando, portanto, o custo de transporte relacionado
diretamente com a distância média do módulo de colheita a cidade de origem dos
trabalhadores.
A depreciação (40,7%) foi resultado do alto valor de aquisição da máquina. É
importante ressaltar que o custo de depreciação pode ser ainda maior, dependendo da
quantidade de horas trabalhadas em cada mês. A depreciação também é reflexo do passar dos
anos, pois, a máquina vai se tornando obsoleta devido ao atraso da tecnologia embarcada.
Em semelhança foi o impacto dos juros e seguros (15,0%) sobre o custo fixo, pois
quanto maior o tempo em anos de uso da máquina, para alcançar o a vida útil em horas, maior
é o tempo para o retorno do investimento aplicado.
Os custos variáveis foram aqueles que mais oneraram o custo operacional da máquina,
representando 57,7% do total. Observa-se que o maior custo variável foi o de manutenção
corretiva (25%) perfazendo um custo de R$ 48,80 por hora efetiva de trabalho (Figura 7). Em
seguida o maior custo foi de combustível (23%), estando diretamente relacionado à baixa
eficiência do motor, que gerou um consumo especifico de 167,9 g kW-1 h-1. Para Fernandes e
Leite (2001), o custo com combustível, corresponde a um dos principais itens formadores do
custo operacional da máquina, bem como constitui indicativo da eficiência do processo de
conversão de energia do sistema mecanizado na operação de colheita.
Os custos de lubrificantes e graxas (1,3%) e óleo hidráulico (1,6%) estão relacionados
diretamente ao custo de manutenção preventiva (6,4%), a soma desses custos gerou um total
de R$ 17,60 por hora. É importante ressaltar que o custo de manutenção preventiva foi gerado
pelos serviços especializados, incluindo óleos e peças consumidos nas revisões programadas
(manutenção preventiva sistemática). Muitas empresas vêm conseguindo grandes ganhos
econômicos com investimento em desenvolvimento de máquinas com sistemas de filtragem
de óleo hidráulico e também em rotinas de análise de óleos (manutenção preditiva),
aumentando o tempo entre as revisões programadas e resultando em redução dos custos de
manutenção preventiva e corretiva.
41
O custo de material rodante foi de R$ 5,08 por hora de trabalho, correspondendo a
(2,7%) do custo total da atividade do corte de madeira (Figura 7). Ressalta-se que o aumento
ou diminuição desse custo está relacionado a dois fatores importantes que são: manutenção
preventiva e planejamento operacional. A manutenção preventiva inadequada, ou seja, sem
verificações e reapertos ao sistema rodante da máquina, resulta em desgaste prematuro. Por
isso, um planejamento operacional eficiente traz redução da quantidade de deslocamentos
entre os talhões de colheita de madeira, reduzindo assim, o custo em função da diminuição do
uso do sistema, percebendo assim, nos resultados do trator florestal harvester uma
preocupação, já que em 19% do seu tempo de trabalho, o mesmo encontrava-se em
deslocamento, o que pode vir a antecipar a troca do material rodante da máquina.
Figura 7. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do harvester no
sistema de colheita de toras longas
.
Como o custo operacional de uma máquina é somatório de todos os custos resultantes
de sua aquisição e operação, neste estudo chegou-se a um custo operacional total de R$ 191,7
por hora efetiva de trabalho.
De acordo com Silva et al. (2004), é essencial a análise de custos aliadas a análise de
produtividade como forma de planejar a produção, dessa forma, pode-se visar a minimização
dos custos e a maximização do rendimento das atividades, tornado, assim, o projeto viável
tanto técnica quanto economicamente.
42
Sendo assim, a partir da produtividade efetiva de 31,8 m3cc he-1 e um custo
operacional absoluto de R$ 191,7 por hora efetiva de trabalho, obteve-se um custo de
produção do trator florestal harvester de R$ 6,04 por m3cc, estando próximo do valor
encontrado por Silva et al. (2010) que foi de R$ 5,99 por m-3cc.
5.1.2. Análise operacional e de custos do trator florestal forwarder
5.1.2.1. Elementos do ciclo operacional
Dentre as atividades do ciclo operacional (Figura 8), aquela que demandou o maior
tempo foi o carregamento com 25% do tempo total, seguido pelo descarregamento com 19%,
enquanto a viagem vazio e viagem carregado ocuparam 15% e 14% do tempo do ciclo
operacional, respectivamente. Já as interrupções operacionais e não operacionais ocuparam
26% do tempo total de trabalho.
Figura 8. Distribuição percentual do ciclo operacional total forwarder no sistema de colheita
de toras longas.
Ao desconsiderar o tempo do elemento interrupções, verificou-se um aumento na
diferença entre o tempo despendido pelo elemento carregamento em relação aos demais
(Figura 9). Tal resultado, está em concordância com os resultados obtidos por diversos
autores. Minette et al. (2004) avaliando a atividade de “baldeio” de toras por um forwarder
43
em diferentes subsistemas de colheita, verificou que o carregamento e descarregamento
ocuparam juntos em torno de 56% do tempo total.
Bantel (2006) e Simões e Fenner (2010b) também observaram que o carregamento e
descarregamento foram responsáveis pela maior parte do tempo do ciclo operacional do
forwarder. O primeiro autor, avaliando o “baldeio” de toras de eucalipto em florestas de
primeira e segunda rotação, relatou valores de próximos de 45% para o elemento
carregamento. Enquanto o segundo autor, avaliando o “baldeio” de toras de Eucalyptus
grandis em primeiro corte, relataram que o carregamento e descarregamento consumiram
51% e 28% do tempo do ciclo, respectivamente.
É importante ressaltar que tal resultado obtido nesse trabalho está também em
concordância com a afirmação de Seixas (2008), que cita que as operações de carregamento e
descarregamento interferem diretamente no ciclo operacional do forwarder, pois a máquina
passa a maior parte do tempo na forma passiva, ou seja, realizando o carregamento e
descarregamento da madeira.
Figura 9. Distribuição percentual dos tempos efetivos do forwarder no sistema de colheita de
toras longas; VV: viagem vazio; CM: carregamento; VC: viagem carregado; DC:
descarregamento.
Portanto, fica evidente a necessidade do estabelecimento de medidas para a otimização
dessas fases da operação de “baldeio”, como o maior treinamento dos operadores; uso de
gruas hidráulicas de maior alcance; garras apropriadas às características da madeira em
44
termos de comprimento e peso; e planejamento eficiente das operações, como a formação de
pilhas de toras com volumes que se aproximam à capacidade da garra ou múltiplos dessa
capacidade.
Além disso, a adoção de tais medidas poderá contribuir para a redução dos tempos de
carregamento e descarregamento e, consequentemente, do ciclo operacional total, aumentando
a eficiência operacional da máquina na extração florestal (OLIVEIRA et al., 2009).
Por fim, os elementos viagem vazio e carregado tiveram uma menor participação
relativa no tempo total do ciclo operacional, estando na ordem de 22 e 20%, respectivamente
(Figura 9), sendo que tais elementos são influenciados principalmente pela distância de
extração, afetando diretamente no aumento do tempo total do ciclo operacional.
Com relação às interrupções operacionais do trator florestal forwarder, verifica-se que
o valor encontrado (26%) foi considerado relativamente elevado, acarretando em uma
eficiência operacional média de 74%, acima aos observados por Simões e Fenner (2010b) que
foi de 17,8% e por Linhares et al. (2012) que foi em média de 15,3%.
A figura 10 apresenta a distribuição percentual das interrupções do Forwarder.
Figura 10. Distribuição percentual das interrupções do forwarder no sistema de colheita de
toras longas.
45
O elevado tempo de interrupções pode ser atribuído, principalmente, devido às paradas
para realização de manutenções corretivas do equipamento (Figura 10), que contribuiu com
34% do tempo total de interrupções.
Foi possível observar que manutenção no sistema elétrico do equipamento (47%) foi a
principal causa das manutenções corretivas realizadas, seguido pelas soldas em fueiros (26%)
d) e troca de mangueiras (17%). Durante o estudo notou-se que o elevado tempo de
manutenção elétrico foi devido à demora do diagnóstico do problema, mostrando a demanda
cada vez mais de profissionais especializados e treinados nas características específicas de
cada máquina.
A necessidade de soldas resultou principalmente de batidas da garra nos fueiros,
sugerindo, que existem oportunidades de melhorias significativas na eficiência operacional e
nos custos de produção coma oferta de treinamentos operacionais mais intensos e específicos
para cada máquina. Linhares et al. (2012), citam que investir em manutenção preventiva
juntamente com inspeções, são medidas necessárias para se reduzir as paradas corretivas, que
são indesejáveis, por não apresentarem previsibilidade e onerar os custos. Por isso, os mesmos
citam também, que o planejamento das manutenções é fundamental para aumentar a eficiência
e, consequentemente, a produtividade de máquinas florestais em geral, uma vez que estas
máquinas trabalham em locais isolados, distantes e, ainda, geralmente, durante três turnos
diários.
Com relação ao transporte de máquinas, este contribuiu com 19% das interrupções,
ocorrendo em função da necessidade de mudanças do módulo de colheita entre regiões
florestais, dado às diferentes demandas de produção de madeira. Ressalta-se ainda que, além
de perdas de eficiência, também houve aumento dos custos operacionais a partir destas
mudanças, mostrando como o planejamento eficiente interfere nos resultados da operação.
A troca de turnos (15%), os deslocamentos (12%) e as verificações diárias (10%)
contribuíram com um total de 37% das interrupções totais. Observou-se que nas trocas de
turno se perdia um tempo significativa com atrasos no transporte de funcionários do próximo
turno. Além disso, percebeu-se a existência muitas vezes de conversas desnecessárias entre os
operadores, resultando ainda mais em ineficiência.
Os deslocamentos ocorriam principalmente entre os talhões a serem baldeados, no
entanto, também se observou a existência de deslocamentos da máquina até o local para
realização das refeições.
46
Tempo do elemento (min)
20
15
10
5
0
VV
CM
VC
DC
TT
Elemento do ciclo operacional
-Classes de distância de extração (m)
d ≤ 50
50 < d ≤ 100
100 < d ≤ 150
150 < d ≤ 200
d > 200
Figura 11. Tempos médios consumidos pelo forwarder no sistema de colheita de toras longas
nas diferentes classes de distância de extração; VV: viagem vazio; CM: carregamento;
VC: viagem carregado; DC: descarregamento e; TT: tempo total do ciclo.
Como pode ser visto na Figura 11, os elementos viagem carregado e vazio foram
diretamente influenciados pela distância de extração, ficando evidente que, independente da
distância de extração, o tempo de carregamento e descarregamento foram semelhantes entre
si, principalmente nas classes de distâncias mais próximos.
Tal comportamento pode ser comprovado comparando-se os valores dos elementos do
ciclo operacional do forwarder nas diferentes classes de distância de extração (Tabela 8).
Entre as classes de distância de 50 < d ≤ 100 e 100 < d ≤ 150 não houve diferença
significativa em relação ao elemento viagem vazio. Para o elemento carregamento, verificouse que houve uma diferença significativa no tempo de carregamento somente entre as menores
e maiores distâncias de extração, deve-se ainda ressaltar um aumento no tempo deste
elemento nas maiores distâncias. Tal resultado pode ser atribuído ao fato dos operadores
otimizarem a caixa de carga do equipamento com maior volume de madeira, situação que
ocorreu, principalmente, nas maiores distâncias de extração.
No caso do elemento viagem carregado, as diferenças nos tempos foram semelhantes
às constatadas para o elemento viagem vazio, sendo maior o tempo consumido devido ao
aumento da distância de extração. Em relação ao elemento descarregamento verificou-se que
47
não houve diferença significativa entre os tempos dos elementos do ciclo devido à distância
de extração
Tabela 8. Tempo médio (minutos) dos elementos do ciclo operacional do forwarder no
sistema de colheita de toras longas nas diferentes classes de distância de extração.
Elemento
Classe de distância de extração (m)
d ≤ 50
50 < d ≤ 100 100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200 d > 200 Média
VV
1,22 d
2,14 c
2,79 c
3,86 b
5,46 a
3,09
CM
3,70 b
3,61 b
4,27 ab
4,93 a
5,31 a
4,36
VC
1,15 d
2,05 c
2,44 c
3,56 b
4,96 a
2,83
DC
2,85 a
2,90 a
3,15 a
3,16 a
3,44 a
3,10
TT
8,93 e
10,71 d
12,60 c
15,52 b
19,18 a
13,39
Médias seguidas pela mesma letra na linha não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a
5% de significância; VV: viagem vazio; CM: carregamento; VC: viagem carregado; DC:
descarregamento e; TT: tempo total efetivo do ciclo.
Por fim, para o tempo total efetivo da operação de extração, constatou-se haver uma
diferença significativa com a distância de extração, mostrando a sua influência no tempo do
ciclo operacional do trator florestal forwarder.
5.1.2.2.
Disponibilidade
produtividade
mecânica
e
técnica,
eficiência
operacional
e
As disponibilidades mecânicas e técnicas do forwarder foram em média de 91,2% e
83,9% respectivamente. Nota-se que a disponibilidade mecânica pode ser considerada alta,
pois, encontrou-se acima do valor relatado por Oliveira et al. (2009) e Simões e Fenner
(2010b), e pouco abaixo do valor observado por Linhares et al. (2012).
Analisando somente as interrupções (Figura 10), podemos observar que ao
compararmos a manutenção mecânica em relação às outras formas de paradas, nota-se que a
manutenção mecânica correspondeu a 34% das principais perdas operacionais. No entanto,
quando separado da disponibilidade mecânica e técnica, observamos uma perda de apenas
8,8% em relação ao tempo total, enquanto as demais interrupções colaboraram com 17,1% da
ineficiência total. Nesse sentido, aumentar a disponibilidade técnica de uma máquina, de
modo a se obter maior produtividade das operações.
48
A eficiência operacional média foi de 74%, estando acima de 70% que é recomendado
por Machado (1989), porém, abaixo dos resultados de Simões e Fenner (2010b) e Linhares et
al. (2012), que em ambos os casos foram de 82%.
Para um comprimento de toras de 7,2 metros e uma eficiência operacional média do
trator florestal forwarder de 74,1%, obteve-se uma produtividade média de 33,2 m3cc he-1.
Machado e Lopes (2000), estudando extração de madeira de eucaliptos com comprimento de
5 e 6 metros, obteve produtividade do forwarder de 24,1 e 28,6 m3sc he-1, respectivamente,
demostrando, assim, a influência do comprimento da madeira na produtividade e de outros
fatores que também afetam a produtividade operacional desta máquina (MINETTE et al.,
2004; OLIVEIRA et al., 2009).
É possível observar na Figura 12, que a produtividade média do forwarder reduziu em
51,2% entre a menor e maior distância de extração, acarretando no aumento em 118% no
tempo total do ciclo operacional para as mesmas distâncias, situação que pode ser explicado
pela baixa velocidade desenvolvida pela máquina. Por outro lado, nota-se aumento de 5% no
volume médio de cada ciclo operacional, não condicionando em diferença significativa na
produtividade do equipamento.
42,6 ; a
20
18
37,0 ; b
40
35
16
31,6 ; c
14
30
24,2 ; d
25
12
20,8 ; d
20
10
8
15
6
10
4
5
2
0
Tempo do ciclo (min)
Produtividade (m3 cc he-1)
45
0
d ≤ 50
50 < d ≤ 100
100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200
d > 200
Classe de distância de extração (m)
Produtividade (m3cc.he-1)
Tempo do ciclo (min)
Figura 12. Produtividade efetiva e tempo do cilo operacional do forwarder no sistema de
colheita de toras longas em função de diferentes classes de extração. Barras verticais
com médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste
de Tukey a 5% de significância.
49
5.1.2.3. Estimativa da produtividade
Analisando o comportamento das variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) (Tabela 9),
observa-se no caso da PROD, como explicado anteriormente, a variação se deveu em função
da influência da DE, sendo esperada e intrínseca à operação (Figura 13).
Tabela 9. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC)
do forwarder no sistema de toras longas.
Variável
3
Média Desvio padrão CV (%) Mediana Máximo Mínimo
-1
PROD (m cc he )
33,2
9,76
29,38
33,06
58,13
14,28
DE (m)
130,18
65,81
50,55
100,00
250,00
50,00
VMC (m3cc)
8,39
1,48
17,69
8,47
12,74
1,95
TMC (min)
13,39
3,70
29,99
11,53
22,32
2,92
CV: coeficiente de variação.
O TMC, da mesma forma que a PROD, variou em função da DE. Enquanto o VMC,
embora o CV não tenha sido alto, sua amplitude e variação de valores também pode-se dever
em função de que em distância maiores tenha havido a necessidade de otimizar a carga
baldeada, para transportar o máximo de carga compatível com a capacidade do forwarder e,
assim, havendo influência da distância de extração sobre os valores.
Figura 13. Variação da produtividade efetiva do forwarder em função da distância de
extração.
50
Em prosseguimento, com os valores obtidos, ajustou-se um modelo de regressão linear
múltipla, resultando na equação para estimativa da produtividade efetiva do forwarder:
PROD = 29,9992 – 0,01605 DE – 1,9505 TMC + 3,3460 VMC
(23)
R2 = 0,95; Syx = 1,91 m3cc he-1; Syx% = 5,75
em que: PROD = produtividade efetiva estimada (m3cc he-1); DE: distância de extração (m);
VMC = volume médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min); R2 =
coeficiente de determinação; Syx = erro padrão da estimativa absoluto (m3cc he-1) e; Syx% =
erro padrão da estimativa percentual (%).
Com o uso das três variáveis independentes citadas, pode se explicar por meio da
equação de regressão cerca de 95% da variação da produtividade do forwarder, com um erro
padrão da estimativa absoluto de 1,91 m3cc he-1 e percentual de 5,75%.
Para a aplicação da equação, optou-se por utilizar as variáveis TMC e VMC, uma vez
que a variação da PROD em função da DE foi vista e discutida nos itens anteriores, então,
foram adotadas três situações de DE: 50 m (Figura 14), 150 m (Figura 15) e 250 m (Figura
16). Conforme observado nas Figuras 14, 15 e 16, com o aumento do tempo do ciclo
operacional e diminuição do volume transportado, a produtividade do trator florestal
forwarder diminuiu acentuadamente, sendo mais evidente nas maiores distâncias de extração.
Figura 14. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma
distância de extração de 50 m.
51
Figura 15. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma
distância de extração de 150 m.
Figura 16. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o forwarder no sistema de colheita de toras longas para uma
distância de extração de 250 m.
É importante ressaltar que o uso da equação para estimativa da produtividade do
forwarder deve ser empregado com cautela, devendo ser utilizado somente em condições
semelhantes à estudada. No entanto, a equação ajustada também permitiu melhor analisar a
variação dos fatores que afetam a produtividade do forwarder, contribuindo para melhoria da
compreensão e entendimento dos fatores envolvidos, auxiliando no planejamento de
operações florestais.
52
5.1.2.4. Consumo específico e rendimento energético
O consumo horário de combustível do trator florestal forwarder foi de 12,5 L he-1,
resultando em um consumo especifico em torno de 71,2 g kW-1 he-1, enquanto, o rendimento
energético foi de 2,3 g kW-1 m3cc. Oliveira et al. (2009) estudando o mesmo equipamento na
extração de madeira de Pinus apresentou rendimento energético médio similar de 2,04 g kW-1
m3cc e um melhor consumo específico de 62,33 g kW-1 he-1.
5.1.2.5. Custos operacionais e de produção
Na Tabela 10 é apresentado o resultado do custo percentual do trator florestal
forwarder. Como pode ser visto, os custos fixos foram responsáveis por 46,2% do custo
operacional total, enquanto, os custos variáveis, responderam pela maior parte do custo
operacional da máquina, representando 49,1% do custo total.
Tabela 10. Custos fixos e variáveis do forwarder no sistema de colheita de toras longas.
Item de Custo
Valor (R$ he-1)
Depreciação
Pessoal operacional
Fixo
Juros e seguros
Combustível
Lubrificantes e graxas
Óleo hidráulico
Variável Material rodante
Manutenção corretiva
Manutenção
preventiva
Administração
31,9
31,9
10,6
21,3
2,4
1,5
5,1
36,6
Valor parcial
(%)
42,9
42,9
14,2
26,9
3,1
1,9
6,4
46,3
Valor total
(%)
12,2
15,4
7,7
4,8
Total
161,1
100,0
46,2
49,1
Nota-se que o principal custo da máquina foi a manutenção corretiva, sendo 46,3% do
custo variável total e 23% do custo total, podendo tal resultado ser atribuído principalmente
ao total trabalhado de horas trabalhadas pela máquina (17.200 hora), mostrando a necessidade
de estudos para a escolha do melhor momento para renovação da frota. Outro custo que afetou
diretamente o custo variável foi o custo de combustível (21,3 R$ he-1), podendo o baixo
53
consumo de combustível ser atribuído à condições de relevo favorável, o que gerava menor
uso da potência do motor.
O custo variável também ocorreu devido aos custos de manutenção preventiva (15,4
%), óleo hidráulico (1,9%), lubrificantes e graxas (3,1%), ressaltando ainda que, a soma
desses custos (R$ 16,10) foi resultado em geral das revisões programadas. É possível observar
também, que o consumo hidráulico pode ser considerado alto, quando comparado ao
harvester, ocasionados por acidentes periódicos com rompimento de mangueiras, resultando
em maior consumo e custo total variável (2,7%).
O custo com material rodante (pneus) foi de R$ 5,10 por hora efetiva de trabalho,
sendo este composto por 12% em manutenção de pneus e 88% de trocas necessárias durante a
vida útil do equipamento.
Pode ainda observar-se que o custo de pessoal operacional correspondeu 42,9% do
custo total fixo, gerando um custo total de R$ 31,90 por hora efetiva de trabalho. Nota-se que
muitas empresas vêm cada vez mais realizando estudos para redução de turnos de trabalho,
dias totais de trabalho e até mesmo aumento de horas extras pontuais, buscando sempre a
redução de custos, mantendo os mesmos índices de produção.
Na Figura 17 pode se observar que para o custo total operacional, os maiores custos
totais foram à manutenção corretiva (23%) e à depreciação (20%), somando um total de 53%
do custo operacional, sugerindo a necessidade de melhor planejamento das operações.
Figura 17. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do forwarder no
sistema de colheita de toras longas.
54
Nota-se na Figura 18, que o custo de produção do forwarder é diretamente
influenciado pela sua produtividade, sendo, por outro lado, variável conforme a distância de
extração. Por essa razão, deve-se buscar estratégias para minimização os tempos ineficientes e
9
45
7,74
8
6,66
7
6
4
35
30
5,10
5
40
25
4,35
3,78
20
3
15
2
10
1
5
0
Produtividade (m3 cc. he-1 )
Custo de produção (R$.m3 cc-1 )
aumento do trabalho efetivo da máquina.
0
d ≤ 50
50 < d ≤ 100
100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200
d > 200
Classe de distância de extração (m)
Custo de produção (R$.m3cc-1)
Produtividade (m3cc.he-1)
Figura 18. Custo de produção e produtividade do forwarder no sistema de colheita de toras
longas em função da distância de extração.
Em relação ao custo de produção do trator florestal forwarder, a máquina chegou a um
valor de R$ 4,85 por metro cúbico de madeira com casca, sendo o valor inferior ao
encontrado por Oliveira et al. (2009) em floresta de Pinus que em média foi de 6,84 R$ m-3cc.
5.2. Sistema de colheita de madeira de árvores inteiras
Para o trator florestal feller buncher foi avaliado um total de 2.806 ciclos operacionais,
sendo que o número mínimo de observações requeridas foi de 210, enquanto que para o trator
florestal skidder foi avaliado um total de 479 ciclos operacionais, sendo que requeridas 151
observações, e para o Prrocessador Florestal harvester foi avaliado um total de 3.007 ciclos
operacionais, sendo o número mínimo de observações requeridas de 542, considerando um
erro de amostragem admissível de 5%.
55
5.2.1. Análise operacional e de custos do trator florestal feller buncher
5.2.1.1. Elementos do ciclo operacional
Na Figura 19 é mostrado a distribuição percentual do ciclo operacional do trator
florestal feller buncher na execução do corte florestal. Como pode ser visto, o elemento que
relativamente mais consumiu tempo foi a busca e derrubada com 52% do tempo total, seguido
pelas interrupções com 32%, empilhamento das árvores em feixes com 9% e, por último,
deslocamento no interior do talhão com 7%. Os resultados foram semelhantes aos relatados
por Fiedler et al. (2008), Fernandes et al. (2009), Bertin (2010) e Pereira (2011).
O elevado tempo de busca e derrubada, de certa forma, foi esperado, pois em função
da capacidade do cabeçote era necessário um maior número de deslocamentos, de forma a
permitir o maior acúmulo de árvores para o corte, assim também visando otimizar a atividade
posterior de extração de madeira pelo skidder.
Figura 19. Distribuição percentual do ciclo operacional do feller buncher no sistema de
colheita de árvores inteiras.
Ao desconsiderar o tempo do elemento interrupções, percebe-se de forma mais
evidente a disparidade do tempo gasto pelo elemento busca e derrubada, que despendeu em
média 0,54 minutos, em relação ao empilhamento e deslocamento (Figura 20), com tempo
médio de 0,09 minutos.
56
Bertin (2010) estudando colheita em floresta de eucalipto verificou que somente a
atividade de busca (movimento do cabeçote) resultou em maior tempo do ciclo operacional
(45%) do que a atividade de pegar/derrubar árvores (23%).
Figura 20. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do feller buncher no sistema de
colheita de árvores inteiras; DE: deslocamento; BD: busca e derrubada; EMP:
empilhamento.
Na Figura 21 é apresentada a distribuição percentual das causas das interrupções
operacionais do trator florestal feller buncher.
Figura 21. Distribuição percentual das interrupções do feller buncher no sistema de colheita
de árvores inteiras.
57
Como pode ser observado, dentre as principais causas de interrupções ocorridas, citase o deslocamento entre talhões (37%), seguido pela manutenção corretiva (13%) e
manutenção preventiva (9%).
Em função da alta produtividade do feller buncher e existência de talhões de pequena
dimensão, a máquina necessitava se deslocar constantemente, acarretando com isso em
grandes perdas de tempo, principalmente pelo fato do material rodante ser de esteira. Nesse
sentido, sugere-se a necessidade de um melhor planejamento operacional, com objetivo de
sequenciar os talhões a serem colhidos, minimizando as distâncias entre os talhões.
Além disso, pode ser observado que, devido ao seu alto consumo de combustível (38
L h-1) o trator florestal feller buncher necessitava deslocar-se duas vezes ao dia para a
realização de abastecimento, gerando assim, maiores tempos de deslocamentos e
abastecimento (13%). Deste modo, também sugere-se estudos em relação ao desenvolvimento
de tanques de combustíveis com maior capacidade e autonomia, gerando uma menor
quantidade de paradas durante a atividade para o abastecimento.
5.2.1.2.
Disponibilidade
produtividade
mecânica
e
técnica,
eficiência
operacional
e
Embora a disponibilidade mecânica do equipamento avaliado tenha sido elevada
(93,0%), a disponibilidade técnica foi relativamente baixa (74,8%), gerando uma baixa
eficiência operacional (67,8%), justificando a produtividade obtida (87,0 m3cc he-1).
A baixa disponibilidade técnica foi resultado, principalmente, da quantidade de
deslocamentos operacionais da máquina no decorrer da jornada de trabalho, que contribuiu
com 12% do tempo total avaliado. Tal resultado, portanto, mostrou a importância do
planejamento da atividade de corte de madeira, que muitas vezes é realizada por máquinas de
grande porte e com deslocamentos lentos.
Como já mencionado, a produtividade média por hora de trabalho efetivo do trator
feller buncher foi de 87,0 m3cc he-1. Em comparação com os resultados de outros autores, o
presente valor se encontrou abaixo do valor encontrado por Bertin (2010) para o corte de
florestas de eucalipto, que foi de 107,3 m3cc he-1; abaixo do valor relatado por Pereira (2011)
para o corte de florestas de pinus, que foi de 103,8 m3cc he-1; abaixo do valor encontrado por
58
Simões (2008) para o corte de eucalipto, que foi de 118,5 m3cc he-1; e acima do valor
reportado por Fiedler et al. (2008) e Rocha et al. (2009) para o corte de florestas de
Eucalytpus grandis, que foi para ambos 47,3 m3cc he-1.
É muito importante ressaltar que, com o corte médio de quatro árvores por ciclo e um
tempo médio do ciclo de 41,6 segundos, a produtividade relativa horária da máquina foi de
130 m3cc he-1, isto é o máximo que se pode chegar. Portanto, evidencia que a eficiência
operacional interfere diretamente da produtividade e, desta maneira, se torna cada vez mais
importante uma gestão com foco no resultado por meio de indicadores diários que auxiliem na
rápida tomada de decisão.
5.2.1.3. Estimativa de produtividade
Como apresentado pela Tabela 11, observa-se que todas as variáveis apresentaram alto
coeficiente de variação, conforme Gomes e Garcia (2002), e grande dispersão de valores.
Tabela 11. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) do feller buncher no
sistema de árvores inteiras.
Variável
Média Desvio padrão CV (%) Mediana Máximo Mínimo
PROD (m3cc he-1)
86,99
32,98
37,92
82,91
537,35
15,00
VMC (m3cc)
1,43
0,51
35,48
1,30
4,35
0,33
TMC (min)
0,69
0,20
28,64
0,67
1,90
0,13
CV: coeficiente de variação.
Pode se verificar também que a produtividade da máquina foi influenciada,
principalmente, pelo volume do ciclo, uma vez que esta tendeu a aumentar conforme o
aumento do volume de árvores cortadas por ciclo (Figura 22), entrando em concordância com
as afirmações de Moreira (2000), Bramucci e Seixas (2002) e Akay et al. (2004).
59
Figura 22. Variação da produtividade efetiva do feller buncher em função do volume do
ciclo.
Em sequência, com os valores ajustou-se um modelo de regressão linear múltipla,
chegando à equação para estimativa da produtividade efetiva do feller buncher:
PROD = 141,268 + 87,973 VMC – 3,327 TMC (60)
2
3
(24)
-1
R = 0,91; Syx = 16,15 m cc he ; Syx% = 18,56
em que: PROD = produtividade efetiva estimada (m3cc he-1); VMC = volume médio do ciclo
(m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min); R2 = coeficiente de determinação;
Syx = erro padrão da estimativa absoluto (m3cc he-1) e; Syx% = erro padrão da estimativa
percentual (%).
Semelhantemente ao ocorrido para o harvester do sistema de toras longas, as variáveis
independentes VMC e TMC, explicaram a maior parte da variação da produtividade do feller
buncher, atingindo um coeficiente de determinação de 0,91, com erro padrão da estimativa
absoluto e percentual de 16,15 m3cc he-1 e 18,56%, respectivamente. Tal resultado foi
superior ao relatado por Pereira (2011), que utilizando as mesmas variáveis independentes
para explicar a produtividade, chegou a um R2 de 0,64 e Syx de 22,77 m3cc he-1. Já Fiedler et
al. (2008) utilizando as variáveis distância de deslocamento total e volume como
60
independentes para explicar a variação da produtividade, chegaram a uma equação de
regressão múltipla com R2 de 0,53, não sendo informado o Syx.
Na aplicação da equação (Figura 23), verifica-se sensibilidade da produtividade em
relação à variação das variáveis independentes, uma vez que com o aumento do tempo do
ciclo e diminuição do volume produzido, a produtividade diminui acentuadamente, chegando
a valores a de estagnação da produtividade. Como a equação ajustada demonstra, somente
haveria produtividade expressiva em ciclo de elevado tempo caso o volume cortado por ciclo
fosse superior cerca de 3 m3cc, indicando a necessidade de operações eficientes para obtenção
de produtividade satisfatória.
Produtividade (m 3cc he-1)
500.0
400.0
300.0
200.0
100.0
4.30
3.50
0.0
0.1
0.3
0.5
2.70
0.7
0.9
1.90
1.1
1.3
Tempo do ciclo (min)
1.10
1.5
1.7
0.30
1.9
Volume do
ciclo (m3cc)
2.1
Figura 23. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o feller buncher no sistema de colheita de árvores inteiras.
5.2.1.4. Consumo específico e rendimento energético
O consumo de combustível do trator florestal feller buncher foi de 38,0 L he-1,
resultando em um consumo especifico em torno de 143,0 g kW-1 he-1, enquanto, o rendimento
energético da atividade de corte de madeira foi de 1,6 g kW-1 m3cc. Apesar do valor de
61
consumo especifico da máquina ter demonstrado aparente ineficiência do motor, o bom
rendimento energético pode ser explicado pela sua elevada produtividade.
5.2.1.5. Custos operacionais e de produção
O custo operacional total do trator florestal feller buncher foi de R$ 406,80, sendo que
os custos fixos e variáveis corresponderam a 30,5% e 64,5% do custo total, respectivamente.
Na Tabela 12 pode ser verificado que a depreciação contribuiu com 56,6% do custo
fixo, gerando um custo por hora de R$ 70,49, que pode ser explicado pelo elevado valor de
aquisição da máquina.
Tabela 12. Custos fixos e variáveis do feller buncher no sistema de colheita de árvores
inteiras.
Depreciação
Pessoal operacional
Juros e seguros
Combustível
Lubrificantes e graxas
Óleo hidráulico
Variável
Material rodante
Manutenção corretiva
Manutenção preventiva
Administração
Valor (R$
he-1)
70,5
33,7
20,3
63,8
4,4
4,9
3,0
182,5
3,9
19,4
Total
406,8
Item de Custo
Fixo
Valor parcial
(%)
56,6
27,1
16,3
24,2
1,9
1,9
1,1
69,4
1,5
Valor total
(%)
30,5
64,5
5,0
100,0
Além do custo de depreciação, o custo de pessoal operacional e juros e seguros
resultaram em 27,1% e 16,3% do custo fixo total, respectivamente. Já o custo de pessoal
gerou um custo de R$ 33,71 por hora efetiva de trabalho, enquanto o custo de juros e seguros
foi de R$ 20,26 por hora.
Como pode ser visto, o custo variável total foi de R$ 263,00 por hora efetiva de
trabalho, sendo a manutenção mecânica (69,4%) a responsável pelo maior custo. Esse alto
custo pode ser explicado em razão da máquina já estar próxima ao final de sua vida útil, com
17.600 horas de uso, por isso, tem maior demanda de reparos e consertos e, portanto,
reforçando a necessidade de avaliação de troca da mesma.
62
O custo de combustível foi de 24,2%, resultado, principalmente, da ineficiência
energética do equipamento em função da sua potência, enquanto o custo do material rodante
com R$ 3,00 do custo por hora efetiva do trabalho. Esse resultado mostra a importância da
redução da quantidade de deslocamentos operacionais, pois além de gerar impacto direto na
produtividade, também traz aumentos de custos operacionais pelo desgaste prematuro do
material rodante.
Na Figura 24 é apresentada a distribuição percentual dos custos em função do custo
total operacional. Como pode ser observado, o custo de manutenção mecânica contribuiu com
43% do custo total, seguido pelos custos de depreciação (17%) e combustível (15%).
Figura 24. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do feller buncher
no sistema de colheita de árvores inteiras.
O custo de produção do feller buncher foi de R$ 4,68 por metro cúbico de madeira
com casca, estando acima do valor encontrado por Pereira (2010) em florestas de Pinus que
foi de 2,38 R$ m-3cc, e abaixo do valor encontrado por Rocha et al. (2009) que foi de 10,32
R$ m-3cc.
63
5.2.2. Análise operacional e de custos do trator florestal skidder
5.2.2.1. Elementos do ciclo operacional
Na Figura 25 é ilustrada a distribuição percentual do ciclo operacional do trator
florestal skidder na operação de extração de madeira. Como pode ser visto, o elemento
viagem carregado consumiu o maior tempo do ciclo operacional (29%), seguido das
interrupções (27%), enquanto o carregamento, viagem vazio e descarregamento consumiram
15%, 13% e 16%, respectivamente.
É importante ressaltar que ao contrário do trator florestal forwarder no sistema de
toras longas, que passa a maior parte do tempo de forma passiva no carregamento e
descarregamento, o skidder passa a maior parte do ciclo operacional de forma ativa, ou seja,
em viagem carregado e vazio. Tal comportamento e resultado estão relatados na literatura por
diversos autores, KLUENDER et al., 1997; BIRRO et al., 2002; AKAY et al., 2004;
OLIVEIRA et al., 2006; LOPES, 2007; BEHJOU et al., 2008; FIEDLER et al., 2008; LOPES
et al., 2009; PEREIRA, 2011), que também justificaram este resultado devido às condições da
trilha de extração, relevo, presença de obstáculos como tocos e sub-bosque, dentre outros e,
além da influência da distância de extração.
Figura 25. Distribuição percentual do ciclo operacional do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras.
64
Após desconsiderarmos as interrupções, observa-se a maior participação do elemento
viagem carregado na composição do tempo efetivo do ciclo operacional do skidder (Figura
26).
Os elementos carregamento e descarregamento tiveram juntos, uma menor
participação relativa no tempo total do ciclo, na ordem de 22 e 18%, respectivamente.
Figura 26. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras. VV: viagem vazio; CM: carregamento; VC: viagem carregado; DC:
descarregamento.
Além disso, deve-se enfatizar que o elevado tempo do elemento carregamento está
relacionado com a disposição dos feixes de árvores formados pelo feller buncher, onde muitas
vezes não possuía um volume compatível com a garra do skidder. Por isso, no momento do
arraste, a máquina necessitava juntar os feixes de árvores acarretando em um maior tempo de
manobras.
As interrupções, que representaram 27% do tempo efetivo total do ciclo da máquina
(Figura 27), ocorreram, principalmente, em função de paradas para manutenção corretiva
(33%), semelhante ao relatado por Fiedler et al. (2008) e Rocha et al. (2009).
A segunda causa do elevado tempo de interrupções ocorreram em função de paradas
para manutenção preventiva (27%). Porém, deve-se destacar que a manutenção preventiva,
embora em determinados períodos consuma parte significativa do tempo da máquina, é
65
importante e necessária, pois, visa antecipar e prevenir maiores problemas mecânicos futuros,
acarretando, consequentemente, na redução de custos e maior produtividade, diferentemente
da manutenção corretiva, que é imprevisível e onerosa.
Figura 27. Distribuição percentual das interrupções do skidder no sistema de colheita de
árvores inteiras
A verificação diária foi responsável por 15% das paradas skidder, sendo uma ação
considerada padrão para a segurança do trabalho em muitas empresas. Entretanto, observou-se
que na área estudada, tal ação às vezes não era realizada diariamente e não tinha um tempo
estipulado para sua realização, situação que poderá comprometer a segurança e a operação da
máquina no futuro.
Por fim, mesmo o skidder desenvolvendo uma velocidade média de deslocamento
maior em relação às demais máquinas, ficou evidente a quantidade elevada de deslocamentos
ocasionada na atividade extração da madeira, comprometendo 9% das interrupções.
Na Figura 28 é apresentado os tempos efetivos médios (minutos) de cada elemento
do ciclo operacional do trator florestal skidder. O tempo de carregamento tendeu a aumentar
com a distância de extração, como também ocorreu para o forwarder. Tal resultado pode
explicado pela necessidade de otimizar a carga de madeira arrastada, de modo que a máquina
possa transportar o máximo volume possível em cada ciclo operacional.
66
Pelos resultados obtidos, ficou evidente a influência da distância de extração no tempo
dos elementos viagem vazio e viagem carregado, afetando a diretamente a produtividade da
máquina. Observa-se que a soma do percentual do tempo de viagem vazio mais viagem
carregado (60%) variou na composição do ciclo operacional em função da distância. Nas
primeiras duas classes de distância a soma dos dois elementos foi em torno de 52% do ciclo
operacional, enquanto nas duas últimas classes a média foi em torno de 71% do tempo total
do ciclo operacional do trator florestal skidder.
Tempo do elemento (min)
8
7
6
5
4
3
2
1
0
VV
CM
VC
DC
Elemento do ciclo operacional
-Classes de distância de extração (m)
d ≤ 50 50 < d ≤ 100 100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200
TT
d > 200
Figura 28. Tempos médios consumidos pelo skidder no sistema de colheita de árvores
inteiras nas diferentes classes de distância de extração; VV: viagem vazio; CM:
carregamento; VC: viagem carregado; DC: descarregamento e; TT: tempo total do
ciclo.
Além disso, a distância de extração também influenciou o tempo médio de
carregamento, pois muitas vezes, o skidder tentava otimizar a capacidade de carga da garra
nas maiores distâncias de extração, enquanto no descarregamento, a distância de extração não
apresentou influência no tempo requerido.
Na Tabela 13 é apresentado o tempo médio (em minutos) dos elementos do ciclo
operacional do skidder nas diferentes classes de distância de extração.
De modo geral, os tempos elementos viagem vazio e carregado apresentaram
diferenças significativas entre todas as distâncias de extração avaliadas. Já o tempo do
elemento carregamento não apresentou diferença significativa entre as maiores e menores
67
classes de distância de extração. Para o elemento descarregamento, verificou-se que não
houve diferença significativa no tempo entre as distâncias de extração. Por fim, o tempo total
efetivo do ciclo, como consequência dos itens anteriores, exceto descarregamento, foi
influência significativamente devido à distância de extração.
Tabela 13. Tempo médio (minutos) dos elementos do ciclo operacional do skidder no sistema
de colheita de árvores inteiras nas diferentes classes de distância de extração.
Elemento
Classe de distância de extração (m)
50 < d ≤ 100 100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200 d > 200
0,65 c
1,00 b
0,97 b
1,45 a
VV
d ≤ 50
0,41 d
CM
0,46 c
0,77 b
0,85 ab
0,79 ab
1,07 a
0,79
VC
0,71 e
1,23 d
1,74 c
2,42 b
3,83 a
1,99
DC
0,71 a
0,74 a
0,68 a
0,72 a
0,90 a
0,75
TT
2,29 e
3,39 d
4,27 c
4,91 b
7,26 a
4,42
Média
0,90
Médias seguidas pela mesma letra na linha não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a
5% de significância; VV: viagem vazio; CM: carregamento; VC: viagem carregado; DC:
descarregamento e; TT: tempo efetivo total do ciclo.
Portanto, tal resultado comprova a influência da variável distância de extração nos
tempos do ciclo operacional do skidder, especificamente em relação aos tempos de viagem
vazio e carregado e carregamento, afetando, consequentemente, a produtividade da máquina e
os custos de produção.
5.2.2.2.
Disponibilidade
produtividade
mecânica
e
técnica,
eficiência
operacional
e
As disponibilidades mecânicas e técnicas do skidder foram em média de 83,8%, e
89,2% respectivamente. A baixa disponibilidade mecânica pode ser atribuída ao elevado
tempo consumido com interrupções para realização das manutenções corretiva e preventiva
(Figura 24), estando abaixo do valor encontrado por Fiedler et al. (2008), Rocha et al. (2009)
e Pereira (2011), que obtiveram valores próximos a 90%.
A eficiência operacional média foi 73%, estando acima de 70% que é recomendado
por Machado (1989), entretanto, encontrando-se próximo aos resultados de Fiedler et al.
(2008) e Rocha et al. (2009), e acima do resultado de Pereira (2011), que foi de 58%.
68
Pelos resultados obtidos, ficou evidente que a distância de extração influenciou
diretamente a produtividade média por hora efetiva de trabalho do skidder, uma vez que
quanto maior foi a distância de extração, menor foi a produtividade da máquina (Figura 29),
entrando concordância com Birro et al. (2002), Akay et al. (2004), Oliveira et al. (2006),
Lopes (2007), Behjou et al. (2008), Fiedler et al. (2008), Lopes et al. (2009), Rocha et al.
(2009) e Pereira (2011).
8
160,5 ; a
160
7
140
125,6 ; b
6
110,1 ; bc
120
5
95,2 ; c
100
4
80
3
60
35,7 ; d
40
2
1
20
0
Tempo do ciclo (min)
Produtividade (m3 cc he-1)
180
0
d ≤ 50
50 < d ≤ 100
100 < d ≤ 150 150 < d ≤ 200
d > 200
Classe de distância de extração (m)
Produtividade (m3cc he-1)
Tempo do ciclo (min)
Figura 29. Produtividade efetiva e tempo do ciclo operacional do skidder no sistema de
colheita de árvores inteiras em função de diferentes classes de extração. Barras verticais com
médias seguidas de mesma letra não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a
5% de significância.
Analisando estatisticamente os valores médios de produtividade efetiva nas diferentes
classes de distância de extração, verifica-se que houve diferença significativa em relação a
praticamente todas as distâncias de extração. Pode ser verificado que, a produtividade da
maior classe de distância foi 78% inferior à produtividade da menor classe de distância. Tal
fato deve-se, principalmente, ao aumento de 235% no tempo total do ciclo operacional para a
maior classe de distância, mostrando haver grande sensibilidade da produtividade em relação
à distância de extração.
5.2.2.3. Estimativa da produtividade
Por meio da estatística descritiva das variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC) (Tabela 14),
69
verifica-se que todas as variáveis apresentaram coeficiente de variação muito alto, conforme
Gomes e Garcia (2002), e grande amplitude de valores.
Tabela 14. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade (PROD), distância de
extração (DE), volume médio por ciclo (VMC) e tempo médio do ciclo (TMC)
do skidder no sistema de árvores inteiras.
Variável
3
Média Desvio padrão CV (%) Mediana Máximo Mínimo
-1
PROD (m cc he ) 105,41
53,68
50,92
110,17
368,67
23,77
DE (m)
124,82
57,62
46,16
100,00
250,00
50,00
VMC (m3cc)
8,93
2,96
33,13
8,76
17,24
2,90
TMC (min)
4,42
1,58
35,79
3,57
8,70
0,67
CV: coeficiente de variação.
No caso da PROD, a variação deveu-se em função da influência da DE (Figura 30). A
variação da DE foi intrínseca à operação. Para o TMC, da mesma forma que ocorreu para a
PROD, variou em função da DE. Enquanto para o VMC, sua amplitude e variação de valores
também ocorreu em função de que nas maiores distância de extração, tenha havido a
necessidade de otimizar a carga arrastada, em semelhança ao discutido para o forwarder.
Figura 30. Variação da produtividade efetiva do skidder em função da distância de extração.
70
Como pode ser observado na equação 25, as três variáveis independentes utilizadas na
análise, explicaram por meio da equação de regressão em torno de 82% da variação da
produtividade do skidder, com um erro padrão da estimativa absoluto de 31,88 m3cc he-1 e
percentual de 30,24, sendo considerado alto. Pereira (2011) encontrou resultados semelhantes
utilizando as mesmas variáveis para explicar a variação da produtividade, enquanto Fiedler et
al. (2008) relataram que utilizando somente as variáveis DE e VMC, houve a explicação da
variação de 58% da produtividade.
Sendo assim, com os valores obtidos, ajustou-se um modelo de regressão linear
múltipla para estimativa da produtividade efetiva do skidder, que resultou na seguinte
equação:
PROD = 170,1900 – 0,1016 DE + 14,4845 VMC – 35,1380 TMC
(25)
R2 = 0,82; Syx = 31,88 m3cc he-1; Syx% = 30,24
em que: PROD = produtividade efetiva estimada (m3cc he-1); DE: distância de extração (m);
VMC = volume médio do ciclo (m3cc); TMC = tempo médio do ciclo operacional (min); R2 =
coeficiente de determinação; Syx = erro padrão da estimativa absoluto (m3cc he-1) e; Syx% =
erro padrão da estimativa percentual (%).
Para a aplicação da equação, da mesma forma que para o forwarder do sistema de
toras longas, optou-se por utilizar as variáveis TMC e VMC, adotando três situações de DE:
50 m (Figura 31), 150 m (Figura 32) e 250 m (Figura 33).
Distância de extração = 50 m
Produtividade (m3cc he-1)
450.0
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
18.0
50.0
15.0
0.0
0.7
1.6
12.0
2.5
9.0
3.4
4.3
5.2
Tempo do ciclo (min)
6.0
6.1
7.0
Volume do ciclo
(m3cc)
3.0
7.9
8.8
Figura 31. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma
distância de extração de 50 m.
71
Distância de extração = 150 m
Produtividade (m3cc he-1)
450.0
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
18.0
50.0
15.0
0.0
0.7
1.6
12.0
2.5
9.0
3.4
4.3
5.2
6.0
6.1
Tempo do ciclo (min)
7.0
Volume do ciclo
(m3cc)
3.0
7.9
8.8
Figura 32. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma
distância de extração de 150 m.
Distância de extração = 250 m
Produtividade (m3cc he-1)
450.0
400.0
350.0
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
18.0
50.0
15.0
0.0
0.7
1.6
12.0
2.5
9.0
3.4
4.3
5.2
Tempo do ciclo (min)
6.0
6.1
7.0
Volume do ciclo
(m3cc)
3.0
7.9
8.8
Figura 33. Variação da produtividade estimada em função do tempo do ciclo e volume médio
do ciclo para o skidder no sistema de colheita de árvores inteiras para uma
distância de extração de 250 m.
Observa-se que com o aumento do tempo do ciclo operacional e diminuição do
volume arrastado, a produtividade diminuiu acentuadamente, o que ocorreu em maior
magnitude quanto maior foi a distância de extração.
72
Em geral, deve-se ter cautela no emprego da equação ajustada para estimativa da
produtividade do skidder, pois, embora o R2 tenha sido alto, o Syx e Syx% foram altos,
portanto, seu uso deve ser realizado somente para as condições estudadas.
5.2.2.4. Consumo específico e rendimento energético
O consumo de combustível realizado pelo trator florestal skidder foi de 32,0 L he-1,
resultando em um elevado consumo específico (151,8 g kW-1 he-1), enquanto, o rendimento
energético da atividade de extração de madeira foi de 1,3 g kW-1 m3cc. Apesar do elevado
consumo específico da máquina, ocasionado principalmente do uso do motor em alta rotação
na maior parte do tempo, o bom rendimento energético pode ser explicado pela alta
produtividade na execução da atividade.
5.2.2.5. Custos operacionais e de produção
Na Tabela 15 são apresentados os custos operacionais do trator florestal skidder.
Como pode ser visto, o custo operacional foi de R$ 281,30 por hora efetiva, sendo que os
custos fixos corresponderam por 32,2% do custo operacional, os custos variáveis
representaram 62,8% custo do total e os custos de administração chegaram a 5,0% do custo
total operacional.
É possível notar que o custo de depreciação (55,7%) foi o que mais contribuiu na
composição do custo fixo, justificado pelo alto valor de aquisição da máquina. Dentro do
custo fixo, o custo de pessoal operacional e os juros e seguros, corresponderam juntos a
44,3% do custo fixo total.
Em relação ao custo variável, os custos com maiores impactos foram de manutenção
corretiva (49,7%) e combustível (30,7%), gerando um custo total de R$ 142,40 por hora
efetiva de trabalho. Já o custo de manutenção corretiva pode ser explicado em função da alta
quantidade de horas trabalhadas pela máquina, sendo recomendada a sua substituição em
razão do mesma estar próxima ao final de sua vida útil, com 19.900 horas de uso.
O elevado custo de combustível pode ser explicado em razão da maior potência do
skidder e pelo fato da atividade de extração ser realizada de forma ativa, ou seja, com a
máquina em viagem vazio ou carregado a maior parte do tempo, sendo necessário a utilização
de alta rotação do motor, gerando maior consumo de combustível.
73
Tabela 15. Custos fixos e variáveis do skidder do sistema de colheita de árvores inteiras.
Valor (R$
he-1)
50,6
26,9
13,4
54,4
4,1
4,1
21,8
88,0
4,7
13,4
Item de Custo
Fixo
Variável
Depreciação
Pessoal operacional
Juros e seguros
Combustível
Lubrificantes e graxas
Óleo hidráulico
Material rodante
Manutenção corretiva
Manutenção preventiva
Administração
Total
Valor
parcial (%)
55,7
29,5
14,7
30,7
2,3
2,3
12,3
49,7
2,7
281,3
Valor
total (%)
32,2
62,8
5,0
100,0
Outro custo operacional que pode ser destacado é o com material rodante (pneus), que
ficou em torno de R$ 21,80 por hora efetiva de trabalho, representando 12,3% do custo
operacional variável. Este valor pode ser explicado pela alta quantidade de tocos e obstáculos
durante a atividade de extração, resultando no desgaste prematuro dos pneus.
É importante destacar que muitas empresas têm utilizado correntes ou semiesteiras nos
pneus, na busca de minimizar o seu desgaste e para obtenção de maior desempenho devido à
redução de patinagem dado à maior aderência dos pneus com o solo, resultando em maior
produtividade e redução dos custos de produção.
Analisando a participação relativa dos componentes do custo operacional (Figura 34),
verifica-se que a manutenção corretiva contribuiu de forma significativa no custo operacional
do skidder (30%). Por isso, enfatiza-se a necessidade de intervenções com vistas a reduzir as
práticas de manutenção corretiva, pois, embora sejam de difícil controle devido à
imprevisibilidade, oneram consideravelmente os custos operacionais, comparado à
manutenção preventiva, além de reduzir a eficiência operacional das máquinas.
O gasto com consumo de combustível (18%) e depreciação (17%) foram os outros
componentes que mais contribuíram com o custo da operação do skidder, resultado também
relatado por Pereira (2011). Os custos com lubrificantes, graxas, óleo hidráulico, manutenção
de material rodante, refeições e transporte de funcionários representaram, por fim, outros
custos operacionais, que contribuíram com 12% do custo total de operação da máquina.
74
Figura 34. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do skidder no
sistema de colheita de árvores inteiras.
O custo médio de produção skidder foi de R$ 2,36 por metro cúbico de madeira com
casca, estando abaixo do valor encontrado por Rocha et al. (2009) que em média foi de 4,29
R$ m-3cc, e também abaixo do valor relatado por Pereira (2011) que foi em média de 4,57 R$
m-3cc. No entanto, o custo de produção, em semelhança ao forwarder do sistema de toras
longas, também foi influenciado pela produtividade, que por sua vez, variou em função da
9
180
7,9
8
160
7
140
6
120
5
100
4
3
2
2,2
1,8
2,6
80
3,0
60
40
1
20
0
Produtividade (m3 cc.he-1 )
Custo de produção (R$.m3 cc-1 )
distância de extração (Figura 35).
0
d ≤ 50
50 < d ≤ 100
100 < d ≤ 150
150 < d ≤ 200
d > 200
Classe de distância de extração (m)
Custo de produção (R$.m3cc-1)
Produtividade (m3cc.he-1)
Figura 35. Custo de produção e produtividade do skidder no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da distância de extração.
75
Verifica-se que na maior classe de distância o custo de produção foi cerca de 330%
superior comparado à menor classe de distância de extração, mostrando, portanto, a
importância da busca de estratégias visando minimizar os tempos improdutivos para o
aumento da produtividade e redução de custos de produção. Nesse sentido sugere-se um
planejamento operacional eficiente que tenha como objetivo a diminuição da distância de
extração nesse sistema de extração de madeira.
5.2.3. Análise operacional e de custos do Processador Florestal harvester
5.2.3.1. Elementos do ciclo operacional
Na Figura 36 é apresentada a distribuição percentual dos elementos do ciclo
operacional do processador harvester na operação de processamento da madeira.
Figura 36. Distribuição percentual do ciclo operacional do Processador Florestal harvester no
sistema de colheita de árvores inteiras.
Verifica-se que o processamento (45%), seguido das interrupções (40%) foram os
elementos que mais demandaram tempo do ciclo operacional. O elemento busca junto ao
deslocamento representaram em torno de 15% do tempo total.
Durante a realização do estudo, houve variação do percentual do ciclo operacional em
função do volume médio individual das árvores, onde se observou que, quanto maior o
volume individual, menor foi o tempo de processamento e maior o tempo de deslocamento da
76
máquina. Já o elemento busca não sofreu alteração em função do volume médio individual.
Tal resultado pode ser explicado pelo fator de empilhamento e altura das pilhas de madeira,
onde quanto maior foi o volume individual, mais rápido a máquina executava o
processamento das árvores e movimentava-se para iniciar nova alimentação do cabeçote
processador. Além disso, devido ao tamanho do cabeçote da máquina, houve maior
dificuldade do processamento de árvores de menor dimensão, mostrando a necessidade da
empresa buscar no mercado outra opção de cabeçote compatível com o menor volume médio
individual das árvores.
A figura 37 apresenta o percentual de cada elemento do ciclo operacional retirando-se
as interrupções.
Figura 37. Distribuição dos tempos percentuais efetivos do Processador Florestal harvester
no sistema de colheita de árvores inteiras.
Ao analisar a distribuição dos tempos efetivos do ciclo operacional do processador
harvester (Figura 37), nota-se que em torno de 75% do tempo do ciclo foi utilizado para
processar árvores, em média 0,37 minutos por árvore, enquanto em torno de 25% do tempo
foi despendido na busca de árvores das pilhas de madeira, com tempo médio de 0,12 minutos
(Anexo 3). Já os deslocamentos ocuparam apenas 2% do tempo total, sendo um resultado
77
esperado dado à característica da operação, onde normalmente a máquina executa o trabalho
de forma estacionário a margem do talhão (PEREIRA, 2011).
Na distribuição dos tempos das interrupções (Figura 38), percebe-se novamente que as
manutenções da máquina foram as maiores responsáveis pelas paradas, representando quase
metade do tempo total das interrupções. Como pode ser visto, a maior parte da manutenção
mecânica foi causada pela manutenção do sistema de corte da máquina, principalmente
relacionado com as constantes trocas de correntes e sabres, seguido pelas trocas das
mangueiras do sistema hidráulico do implemento.
Figura 38. Distribuição percentual das interrupções do Processador Florestal harvester no
sistema de colheita de árvores inteiras.
A organização das pilhas de madeira na margem do talhão (14%) e os deslocamentos
da máquina (10%) também tiveram influência e causaram interrupções da operação. Foi
possível notar que a organização das pilhas ocorria devido de necessidade de facilitar a
operação subsequente de carregamento das toras para realização do transporte principal.
Em relação aos deslocamentos, verificou-se que tal interrupção ocorreu devido a
alteração de local de processamento em função da necessidade de organização e formação de
pilhas.
78
5.2.3.2.
Disponibilidade
produtividade
mecânica
e
técnica,
eficiência
operacional
e
A disponibilidade mecânica e técnica da máquina foi de 80,8% e 79,5%,
respectivamente, acarretando em uma eficiência operacional média de 60,5%, ficando abaixo
do valor de 70% recomendado por Machado (1989). Fato que de modo semelhante às outras
máquinas, foi devido às frequentes interrupções da operação para realização de reparos e
manutenções. Os resultados ficaram próximos aos citados por Pereira (2011), embora no
estudo do autor o volume médio individual do povoamento tenha sido superior ao do presente
estudo.
Para o processador harvester, a produtividade média por hora efetiva de trabalho foi
de 33,6 m3cc, sendo que o baixo valor encontrado pode ser atribuído à baixa eficiência
operacional.
5.2.3.3. Estimativa da produtividade
Todas as variáveis do processador harvester dispostas na Tabela 16 apresentaram
coeficiente de variação considerado muito alto, conforme Gomes e Garcia (2002), tendo
também grande amplitude de valores.
Tabela 16. Estatística descritiva para as variáveis de produtividade efetiva (PROD), volume
individual (VID) e tempo de processamento individual (TPI) do Processador
Florestal harvester no sistema de colheita de árvores inteiras.
Variável
3
Média Desvio padrão CV (%) Mediana Máximo Mínimo
-1
PROD (m cc he )
33,58
16,72
49,80
30,47
234,42
7,09
VID (m3cc)
0,41
0,17
40,43
0,35
1,60
0,29
TPI (min)
0,49
0,17
34,52
0,37
1,62
0,13
CV: coeficiente de variação.
Em semelhança ao ocorrido para o trator feller bunhcer, também verificou-se que a
produtividade da máquina foi influenciada, principalmente, pelo volume médio individual do
ciclo, pois esta tendeu a aumentar em função de quanto maior foi o volume médio das árvores
processadas por ciclo (Figura 39).
79
Figura 39. Variação da produtividade efetiva do Processador Florestal harvester em função
do volume médio individual do ciclo.
Com os valores das variáveis anteriormente apresentadas, ajustou-se um modelo de
regressão linear múltipla derivando seguinte na equação para estimativa da produtividade
efetiva da máquina:
PROD = 50,371 – 1,512 TPI (60) + 120,492 VID
2
3
(26)
-1
R = 0,88; Syx = 9,44 m cc he ; Syx% = 28,11
em que: PROD = produtividade efetiva estimada (m3cc he-1); VID = volume médio individual
do ciclo (m3cc); TPI = tempo de processamento individual (min); R2 = coeficiente de
determinação; Syx = erro padrão da estimativa absoluto (m3cc he-1) e; Syx% = erro padrão
da estimativa percentual (%).
A variação da produtividade do processador harvester pode ser explicada em torno de
88% pelas variáveis independentes TPI e VID, embora o Syx e o Syx% tenham apresentado
valores considerados elevados. E em semelhança às máquinas anteriores, o aumento do tempo
do processamento e diminuição do volume individual, conduz a diminuição da produtividade,
sendo que ao contrário, com a redução do TPI e aumento da VID, a produtividade aumenta
(Figura 40).
80
Produtividade (m3cc he-1)
300.0
250.0
200.0
150.0
100.0
50.0
1.80
1.50
0.0
1.20
0.90
0.60
Tempo de
processamento (min)
0.30
Volume
individual
(m3cc)
Figura 40. Variação da produtividade estimada em função do tempo de processamento
individual e volume individual para o Processador Florestal harvester no sistema
de colheita de árvores inteiras.
5.2.3.4. Consumo específico e rendimento energético
O consumo de combustível do processador harvester foi de 30,0 L he-1, resultando em
um consumo específico de 117,0 g kW-1 he-1, enquanto, o rendimento energético da operação
de processamento foi considerado elevado, com valor em torno de 3,5 g kW-1 m3cc. O
consumo específico da máquina foi considerado satisfatório, podendo tal resultado ser
explicado pela potência nominal, onde na operação de processamento da madeira, a máquina
não utilizou o motor em alta rotação, gerando assim, um baixo consumo horário de
combustível. Já o baixo rendimento energético foi afetado pela baixa produtividade na
execução da operação.
5.2.3.5. Custos operacionais e de produção
Os custos fixos corresponderam a 42,0% do custo operacional (Tabela 17), enquanto
os custos variáveis contribuíram com 53,0%, e o custo de administração ficou em torno de 5,0
% do custo total.
81
Tabela 17. Custos fixos e variáveis do Processador Florestal harvester no sistema de árvores
inteiras.
Item de Custo
Fixo
Variável
Valor (R$ he-1)
Depreciação
Pessoal operacional
Juros e seguros
Combustível
Lubrificantes e graxas
Óleo hidráulico
Material rodante
Manutenção corretiva
Manutenção preventiva
60,4
17,6
13,7
51,0
6,7
6,7
3,0
60,0
4,3
Valor parcial
(%)
57,6
29,4
13,0
38,7
5,1
5,1
2,3
45,6
3,3
Valor
total (%)
42,0
53,0
Administração
11,8
5,0
Total
235,1
100,0
Com a soma de todos os custos da máquina, obteve-se um custo operacional total para
o processador harvester de R$ 235,10 por hora efetiva de trabalho (Tabela 17).
Os custos com manutenção corretiva, depreciação e combustível foram aqueles que
mais contribuíram com o custo operacional do processador harvester (Figura 41). Por isso,
percebe-se que dentre tais custos, o único passível de redução imediata é a manutenção
corretiva, embora com dificuldade devido à elevada vida útil da máquina, que estava com
10.600 horas de trabalho.
Figura 41. Distribuição percentual dos componentes do custo operacional do Processador
Florestal harvester no sistema de colheita de árvores inteiras.
82
Sendo assim, obteve-se um custo de produção na operação de processamento da
madeira com o processador harvester de R$ 7,00 por metro cúbico de madeira com casca,
estando acima do valor encontrado por Pereira (2011) que foi de 5,25 R$ m-3cc e também
sendo a máquina de maior custo de produção em comparação com as outras que compõe o
sistema de colheita de árvores inteiras.
5.3. Disponibilidade mecânica e técnica, eficiência operacional, consumo de
específico de combustível, rendimento energético, produtividade e custos dos
sistemas de colheita de madeira
Na Tabela 18 são apresentados os resultados referentes à disponibilidade mecânica e
técnica e a eficiência operacional para as máquinas componentes de ambos os sistemas de
colheita da madeira.
Tabela 18. Disponibilidade mecânica, disponibilidade técnica e eficiência operacional das
máquinas componentes dos sistemas de colheita de madeira avaliados.
Máquina
Harvester
Forwarder
Disponibilidade
Disponibilidade
Eficiência
mecânica
técnica
operacional
(%)
(%)
(%)
Sistema de colheita de toras longas
80,1
84,0
64,1
91,2
83,9
74,0
Sistema de colheita de árvores inteiras
Feller Buncher
93,0
74,8
67,8
Skidder
83,8
89,2
73,0
Processador Harvester
81,0
79,5
60,5
Verifica-se que no sistema de colheita de toras longas, o forwarder apresentou
disponibilidade mecânica e eficiência operacional superior ao harvester. Enquanto no sistema
de colheita de árvores inteiras, o feller buncher apresentou a maior disponibilidade mecânica,
contudo, o skidder apresentou a maior disponibilidade técnica e eficiência operacional dentre
as máquinas componentes deste sistema.
Em geral, os referidos atributos técnicos não diferiram consideravelmente entre os
sistemas de colheita, sendo que somente as máquinas que realizam a operação de extração
obtiveram eficiência operacional acima de 70%, que é o mínimo recomendado por Machado
(1989). Esses resultados, para todas as máquinas, são reflexos do elevado tempo despendido
83
devido à paradas operacionais e não-operacionais, principalmente para ações de manutenção
corretiva. Como já discutido, ressalta-se que é de fundamental importância aumentar e manter
altos índices de eficiência operacional para que as máquinas apresentem alta produtividade, e
isso somente se consegue por meio de adoção de medidas relacionadas ao aumento da
eficiência da manutenção mecânica, melhoria do planejamento operacional para redução dos
tempos de deslocamentos da máquina, intensificação das verificações diárias, abastecimento
durante as trocas de turno e melhoria treinamento de operadores.
Destaca-se que entre as máquinas de ambos os sistemas, o processador harvester do
sistema de árvores inteiras foi a que apresentou a menor eficiência operacional (60,5%), o que
comprometeu a sua produtividade e de todo o sistema, repercutindo nos custos de produção.
Os valores médios de consumo horário e específico de combustível e o rendimento
energético das máquinas de ambos os sistemas de colheita são apresentados na Tabela 19.
Tabela 19. Consumo horário de combustível, consumo específico de combustível e
rendimento energético das máquinas componentes dos sistemas de colheita de
madeira avaliados.
Equipamento
Consumo horário Consumo específico
Rendimento
de combustível
de combustível
energético
(L he-1)
(g kW-1 he-1)
(g kW-1 m-3cc)
Sistema de colheita de toras longas
Harvester
23,0
167,9
5,3
Forwarder
12,5
71,2
2,3
Total
7,6
Sistema de colheita de árvores inteiras
Feller Buncher
38,0
143,0
1,6
Skidder
32,0
151,8
1,3
Processador Harvester
30,0
117,0
3,5
Total
6,4
Como se pode ver, no sistema de colheita de toras longas, o harvester apresentou
maior consumo horário e específico de combustível e, consequentemente, pior rendimento
energético. No caso do sistema de colheita de árvores inteiras, o processador harvester
apresentou menor consumo horário e específico de combustível, porém, pior rendimento
energético em comparação ao feller buncher e skidder.
84
Comparando-se os sistemas, o consumo horário de combustível das máquinas do
sistema de colheita de toras longas foi menor se comparado às máquinas do sistema de
árvores inteiras. Porém, por outro lado, o sistema de colheita de árvores inteiras apresentou
melhor rendimento energético, ou seja, demonstrou ter melhor aproveitamento do uso da
energia em relação à produção, o que significa melhor eficiência energética.
É interessante observar que em ambos os sistemas, os harvesters, embora sendo de
modelos diferentes e também trabalhando em funções diferentes, foram as máquinas em cada
sistema que apresentarem pior desempenho relacionado ao rendimento energético,
demonstrando a necessidade de melhorias no projeto dessas máquinas por parte dos
fabricantes, visando melhoria do uso da energia.
Por fim, os valores referentes à produtividade média efetiva, custo operacional por
hora efetiva de trabalho e custo de produção de ambos os sistemas de colheita de madeira
avaliados são apresentados na Tabela 20.
Tabela 20. Produtividade média efetiva, custo operacional e custo de produção dos sistemas
de colheita de madeira avaliados.
Equipamento
Custo
Custo de produção
operacional
(R$ m-3cc)
(R$ h-1)
Sistema de colheita de toras longas
191,70
6,04
Produtividade
(m³cc h-1)
Harvester
31,8
Forwarder
33,2
161,09
4,85
Total
352,79
10,88
Sistema de colheita de árvores inteiras
Feller Buncher
87,0
406,83
4,68
Skidder
119,2
281,33
2,36
Processador Harvester
33,6
235,12
7,00
Total
923,28
14,03
Pode se verificar, que o sistema de colheita de árvores inteiras apresentou pior
desempenho quanto ao custo de produção em relação ao sistema de toras longas, ocasionado
pelo elevado custo operacional das máquinas, principalmente na etapa de processamento
devido à baixa eficiência do processado harvester, que onerou a operação deste sistema.
85
Assim fica evidente a necessidade de melhoria da produtividade das máquinas por
meio da redução dos tempos improdutivos, bem como ficou evidente também, para o sistema
de árvores inteiras, a necessidade de alocação de dois processadores harvester, de forma a
equilibrar e otimizar o referido sistema de colheita da madeira.
5.3.1. Análise econômica de sensibilidade
De forma a identificar detalhadamente o sistema de colheita da madeira mais indicado
para as situações estudadas, determinou-se o grau de variação dos custos de produção em
função das variáveis mais relevantes que compuseram o custo total de ambos os sistemas de
colheita da madeira, em semelhança ao realizado por Oliveira (2009) para três modelos de
cabo aéreos utilizados na extração de madeira de povoamentos de Pinus spp..
Como pode ser visto, de modo geral, os componentes que mais influenciaram o custo
de produção das máquinas nos sistemas de colheita foram a manutenção corretiva, o
combustível, a depreciação e a produtividade efetiva média. Em ambos os sistemas avaliados,
esses custos foram variados para mais e para menos 30%, exceto o custo com combustível,
pois, como salientado anteriormente, esse custo, embora corresponda a um dos principais
itens formadores do custo operacional, constitui indicativo da eficiência do processo de
conversão de energia do sistema mecanizado na operação de colheita, portanto, sendo inerente
às atividades, e, por isso, tornando-se desnecessário o seu uso na análise de sensibilidade.
A Figura 42 apresenta a análise de sensibilidade para o trator florestal Harvester.
Custo de produção (R$ m-3cc)
9,00
8,50
8,62
Harvester
8,00
7,50
7,00
6,50
6,50
6,00
6,04
6,31
5,76
5,50
5,00
5,58
4,64
4,50
4,00
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
Produtividade
0
5
10 15 20 25 30 35
Variação (%)
Manutenção corretiva
Depreciação
Figura 42. Variação do custo de produção do harvester no sistema de colheita de toras longas
em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação.
86
Por isso, partindo de um custo de produção de 6,05 R$ m3cc, quando a produtividade
aumenta em 30%, o custo de produção chega a um valor 4,62 R$ m3cc. Por outro lado,
diminuindo-se a produtividade em 30%, o custo de produção atinge um valor de 8,64 R$
m3cc, ou seja, aumenta quase 50% em comparação com o custo de produção determinado.
Quando o custo de manutenção corretiva e depreciação são aumentados, verifica-se a
tendência de aumento do custo de produção (Figura 42). Ao simular uma variação do custo de
manutenção corretiva para mais e menos 30%, o custo de produção atinge um valor máximo
de 6,50 R$ m3cc e mínimo de 5,58 R$ m3cc. Do mesmo modo, ao simular uma variação do
custo de depreciação para mais e menos 30%, chega-se a um custo de produção máximo de
6,31 R$ m3cc e mínimo de 5,76 R$ m3cc.
Portanto, verifica-se que no caso do harvester, o fator produtividade foi o que
influenciou a variação do custo de produção da máquina, seguido do custo com manutenção
corretiva que foi mais determinante do que a depreciação.
Para o forwarder do sistema de colheita de toras longas, da mesma forma que o
harvester, quando a produtividade aumenta, o custo de produção decresce (Figura 43).
Custo de produção (R$ m-3cc)
8,50
Forwarder
7,50
6,93
6,50
5,18
5,14
5,50
4,85
4,56
4,50
4,52
3,73
3,50
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
Produtividade
0
5
10 15 20 25 30 35
Variação (%)
Manutenção corretiva
Depreciação
Figura 43. Variação do custo de produção do forwarder no sistema de colheita de toras
longas em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação.
Dessa maneira, tendo como base o custo de produção de 4,85 R$ m 3cc, quando a
produtividade aumenta em 30%, o custo de produção atinge a um valor 3,73 R$ m3cc;
enquanto diminuindo-se a produtividade em 30%, o custo de produção chega a um valor de
87
6,93 R$ m3cc, isto é, também quase aumenta 50% em comparação com o custo de produção
real determinado.
Em relação a variação do custo de produção em função do custo de manutenção
corretiva e depreciação, a tendência é semelhante ao também observado ao harvester, pois
com o aumento desses custos, o custo de produção também aumenta, além de que também,
verifica-se que o fator produtividade teve maior influência sobre a variação do custo de
produção da máquina.
O custo de produção das máquinas no sistema de colheita de árvores inteiras
apresentou comportamento semelhante ao observado para as máquinas do sistema de toras
longas, como pode ver verificado nas Figuras 44, 45 e 46.
No caso do feller buncher (Figura 44), o custo de produção foi mais sensível em
relação à produtividade, sendo o custo de produção mais sensível à variação do custo de
manutenção corretiva do que o custo com depreciação.
Custo de produção (R$ m-3cc)
8,00
Feller Buncher
7,00
6,68
6,00
5,31
5,00
4,68
4,43
4,92
4,05
3,60
4,00
3,00
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
Produtividade
0
5
10 15 20 25 30 35
Variação (%)
Manutenção corretiva
Depreciação
Figura 44. Variação do custo de produção do feller buncher no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e
depreciação.
Para o custo de produção do skidder isso também foi verificado (Figura 45),
entretanto, a sensibilidade em relação ao custo com manutenção corretiva não difere
acentuadamente em comparação ao custo com depreciação, como visto para o feller buncher.
88
Custo de produção (R$ m -3cc)
4,00
Skidder
3,50
3,37
3,00
2,58
2,50
2,00
2,36
2,49
2,23
2,14
1,82
1,50
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
Produtividade
0
5
10 15 20 25 30 35
Variação (%)
Manutenção corretiva
Depreciação
Figura 45. Variação do custo de produção do skidder no sistema de colheita de árvores
inteiras em função da produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação.
Por último, para o custo de produção do Processador Florestal harvester (Figura 46),
também é verificado grande sensibilidade conforme a variação da produtividade e quase não
havendo diferenças entre a sensibilidade causada pela variação com os custos de manutenção
corretiva e depreciação.
Custo de produção (R$ m-3cc)
11,00
Processador Florestal Harvester
10,00
10,00
9,00
8,00
7,54
7,54
7,00
7,00
6,46
6,00
6,47
5,39
5,00
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5
Produtividade
0
5
10 15 20 25 30 35
Variação (%)
Manutenção corretiva
Depreciação
Figura 46. Variação do custo de produção do Processador Florestal harvester no sistema de
colheita de árvores inteiras em função da produtividade, custo de manutenção
corretiva e depreciação.
89
Na Tabela 19 estão resumidos os custos de produção de todas as máquinas com
variação máxima e mínima de 30% dos fatores analisados, além de também demonstrar como
ficaria o custo de produção de cada sistema de colheita em função de cada situação simulada.
Tabela 21. Custo de produção dos sistemas de colheita de madeira avaliados para diferentes
condições de produtividade, custo de manutenção corretiva e depreciação
simulados.
Custo de produção (R$ m-3cc)
Simulação
Determinado
Produtividade
Manutenção corretiva
Depreciação
Equipamento
- 30%
+ 30%
- 30%
+ 30%
- 30%
+ 30%
Sistema de colheita de toras curtas
Harvester
6,0
8,6
4,6
5,6
6,5
5,8
6,3
Forwarder
4,9
6,9
3,7
4,5
5,2
4,6
5,1
Total
10,9
15,6
8,4
10,1
11,7
10,3
11,5
Sistema de colheita de árvores inteiras
Feller Buncher
4,7
6,7
3,6
4,0
5,3
4,4
4,9
Skidder
2,4
3,4
1,8
2,1
2,6
2,2
2,5
Processador
Harvester
7,0
10,0
5,4
6,5
7,5
6,5
7,5
Total
14,0
20,1
10,8
12,7
15,4
13,1
14,9
Nota-se que para ambos os sistemas de colheita, a variação da produtividade pode
aumentar o custo de produção total do sistema em mais ou menos cerca de 50%. Já a variação
do custo com manutenção corretiva e depreciação foram mais influentes sobre o custo de
produção total do sistema de colheita de árvores inteiras do que o sistema de toras longas.
Em geral, economicamente a única condição em que o sistema de colheita de árvores
inteiras traria um custo de produção próximo ao determinado do sistema de colheita de toras
longas, é caso o referido sistema tivesse uma produtividade maior em 30% ou vice-versa.
Porém, deve-se ressaltar que as elevadas horas de uso das máquinas, principalmente
no sistema de árvores inteiras, influenciaram diretamente os resultados, pois como visto, foi
alta a percentagem de interrupções, sobretudo para manutenção corretiva, o que acarretou em
baixa eficiência operacional e, consequentemente, afetando a produtividade efetivas das
máquinas que, por sua vez, influenciou os custos de produção.
90
Contudo, ainda é importante evidenciar que, no caso do sistema de árvores, o
processador harvester foi a máquina causadora da maior parte da oneração do sistema.
Portanto, alternativas devem ser buscadas visando com que esse sistema de torne
economicamente mais viável. Outras máquinas, como garras traçadoras e slashers, podem ser
estudadas como alternativas viáveis para a operação de processamento da madeira visando
menor custo de produção.
Por outro lado, também deve-se considerar que a escolha de um sistema de colheita de
madeira tem que ser baseada, além da viabilidade econômica, também na sua viabilidade
ambiental, uma vez que diferentes composições de máquinas causam diferentes níveis de
impactos ambientais devido às características das máquinas em si e também pela forma como
a madeira é cortada, extraída e processada. Nesse sentido, comparando-se diferentes sistemas
de colheita de madeira, de acordo com Fenner (2008), sistemas compostos por feller buncher
e skidder, geralmente, causam impacto e alteram o solo de praticamente toda a área do talhão,
sendo o solo trafegado pelo menos uma vez, enquanto em sistemas com harvester e forwarder
o impacto é concentrado nos ramais de extração. Entretanto, conforme Dias Júnior et al.
(2003), operações de colheita com harvester e forwarder podem causar maior degradação do
solo e impactos ambientais; contudo, os impactos são sistemáticos, abrangendo posições
definidas e menor área. Já os impactos com feller buncher e skidder não são sistemáticos,
tendo distribuição aleatória e abrangendo maior área.
Ainda, dentro do viés ambiental, deve ser considerada a eficiência do sistema
mecanizado de colheita em relação ao processo de conversão de energia para realização de
trabalho e, dessa forma, gerando produção, ou seja, a eficiência energética. No presente caso,
o sistema de colheita de toras longas apresentou ser uma alternativa inferior em termos de
rendimento energético em comparação ao sistema de colheita árvores, havendo uma diferença
em torno de 20% de rendimento energético entre os sistemas.
Por fim, observando o vieses econômico e ambiental, em geral, o sistema de colheita
de toras longas apresentou maior viabilidade operacional para as condições avaliadas,
sugerindo sua adoção, embora devam ser observadas as ressalvas citadas anteriormente.
91
6. CONCLUSÕES
De acordo com a análise e discussão dos resultados, conclui-se que:

As interrupções foram responsáveis por grande ou maior parte do tempo total
ciclo operacional das máquinas em ambos os sistemas de colheita de madeira, sendo
ocasionadas, principalmente, devido às ações de manutenção corretiva, demonstrando a
necessidade de planejamento eficiente das atividades, bem como do estabelecimento de
medidas visando à otimização do ciclo operacional;

No sistema de colheita de toras longas, a maior parte do tempo efetivo do ciclo
operacional do harvester foi despendida pelo elemento de processamento da madeira que
representou 72% do total. Para o forwarder, os elementos que mais demandaram tempo do
ciclo efetivo foram o carregamento e o descarregamento, representando 33 e 24 % do tempo
total, respectivamente, sendo o carregamento, assim como, os elementos viagem vazio e
viagem carregado, influenciados pela distância de extração;

No sistema de colheita de árvores inteiras, para o feller buncher a maior parte
do seu tempo efetivo do ciclo operacional foi consumida pelo elemento busca e derrubada,
que representou 76% do tempo total. Em relação ao skidder, o elemento viagem carregado foi
responsável por despender maior parte do tempo efetivo do ciclo operacional, representando
40% do tempo, sendo este elemento, como também o elemento viagem vazio e carregamento,
influenciados pela distância de extração;

A produtividade efetiva do harvester e do forwarder do sistema de colheita de
toras longas encontrou-se dentro da faixa de valores esperados de produtividade para essas
máquinas, embora, a disponibilidade mecânica e a eficiência operacional não tenham sido
altos, afetando, dessa forma a produtividade, sendo que o forwarder, também houve
influência da distância de extração sobre a produtividade;

Em relação à produtividade do sistema de árvores inteiras, considerações iguais
ao do sistema de toras longas também podem ser dadas, sendo a produtividade do skidder
influenciada pela distância de extração, igualmente ao forwarder;

A produtividade das máquinas da atividade de corte de ambos os sistemas de
colheita pode ser estimada em função do volume médio por ciclo e tempo médio do ciclo,
sendo grande parte da variação da variável dependente explicada pelas variáveis
independentes. Para as máquinas da atividade de extração, a produtividade também pode ser
92
estimada com uso das variáveis independentes volume e tempo médio do ciclo, além da
variável distância de extração. Entretanto, sugere-se que as equações sejam somente utilizadas
para as condições utilizadas;

O consumo horário e específico de combustível das máquinas do sistema de
colheita de toras longas foi menor se comparado às máquinas do sistema de árvores inteiras.
Entretanto, o sistema de colheita de árvores inteiras apresentou melhor rendimento energético;

Para ambos os sistemas de colheita avaliados, a maior parte dos custos
operacionais das máquinas componentes foram devidos aos custos variáveis, os quais, em
geral, tiveram oneração em função, principalmente, devido às atividades de manutenção
corretiva e consumo de combustível;

O custo operacional por hora efetiva de trabalho e a custo de produção por
metro cúbico de madeira com casca do sistema de colheita de toras longas foi inferior em
comparação ao sistema de colheita de árvores inteiras;

A produtividade foi o fator que mais influenciou o custo de produção por metro
cúbico de madeira com casca das máquinas de ambos os sistemas de colheita avaliados, sendo
o custo com manutenção corretiva o segundo fator que mais influenciou o custo de produção;

Em geral, o sistema de colheita de toras longas demonstrou maior viabilidade
operacional e econômica, o que sugere sua adoção para colheita de povoamentos Eucalyptus
grandis.
93
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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148p.
AGARWAL, A.K. Biofuels (alcohols and biodiesel) applications as fuels for internal
combustion engines. Progress in energy and combustion science. v. 33, n. 3, p. 233-271,
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ARCE, J.E.; MACDONAGH, P.; FRIEDL, R.A. Geração de padrões ótimos de corte através
de algoritmos de traçamento aplicados a fustes individuais. Revista Árvore, v.28, n.2, p.383391, 2004.
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100
8. ANEXOS
Anexo 1. Estatística descritiva dos valores de tempo (minutos) dos elementos do ciclo
operacional do harvester do sistema de toras longas.
Elemento
Média
Desvio padrão
CV (%)
Mediana Máximo Mínimo
BD
0,11
0,05
43,46
0,10
0,48
0,03
PR
0,36
0,13
35,24
0,37
1,10
0,02
DE
0,13
0,06
49,97
0,12
0,55
0,03
CV: coeficiente de variação; BD: busca e derrubada; PR: processamento; DE: deslocamento.
Anexo 2. Estatística descritiva dos valores de tempo (minutos) dos elementos do ciclo
operacional do feller buncher do sistema de árvores inteiras.
Elemento
Média
Desvio padrão
CV (%)
Mediana Máximo Mínimo
BD
0,54
0,17
31,92
0,52
1,78
0,02
EMP
0,09
0,04
44,19
0,08
0,42
0,02
DE
0,09
0,05
57,08
0,08
1,42
0,02
CV: coeficiente de variação; BD: busca e derrubada; EMP: empilhamento; DE: deslocamento.
Anexo 3. Estatística descritiva dos valores de tempo (minutos) dos elementos do ciclo
operacional do processador Florestal harvester do sistema de árvores inteiras.
Elemento
Média
Desvio padrão
CV (%)
Mediana Máximo Mínimo
BC
0,12
0,11
93,12
0,10
4,12
0,02
PR
0,37
0,16
41,87
0,35
1,53
0,05
DE
0,16
0,18
112,16
0,08
1,13
0,02
CV: coeficiente de variação; BC: busca; PR: processamento; DE: deslocamento.
101
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