influência da distância de guinchamento e de extração na

INFLUÊNCIA DA DISTÂNCIA DE GUINCHAMENTO E DE EXTRAÇÃO NA
PRODUTIVIDADE DE UM SISTEMA DE CABOS AÉREOS EM REGIÃO
MONTANHOSA
Eduardo da Silva Lopes¹; Alynne Rudek²; Diego de Oliveira², Saulo Boldrini
Gonçalves²
¹Professor Doutor do Departamento de Engenharia Florestal da Universidade
Estadual do Centro-Oeste ([email protected])
²Pós-Graduandos em Ciências Florestais na Universidade Estadual do CentroOeste.Brasil.
Recebido em: 30/09/2013 – Aprovado em: 08/11/2013 – Publicado em: 01/12/2013
RESUMO
Este trabalho objetivou avaliar a influência da distância de guinchamento e de
extração na produtividade de um sistema de cabos aéreos na extração de madeira de
Pinus taeda L. em região montanhosa. O estudo foi realizado nas áreas operacionais
de uma empresa na região do Vale do Ribeira, estado do Paraná. Foi realizado um
estudo de tempos e movimentos do sistema de cabos aéreos, sendo a operação de
extração subdividida em fases do ciclo operacional e determinada a produtividade em
duas distâncias de guinchamento e quatro distâncias de extração. Os resultados
mostraram que a fase de guinchamento consumiu o maior tempo do ciclo
operacional, com 45% do tempo total, interferindo diretamente na produtividade do
equipamento. A produtividade média do sistema de cabos aéreos foi 22,95 m³/hora
na distância média de guinchamento de 20 m e de extração de 200 m.
.
PALAVRAS-CHAVE: Extração de madeira; cabo aéreo; mecanização.
INFLUENCE OF SKIDDING AND YARDING DISTANCES IN THE PRODUCTIVITY
OF A AERIAL CABLE SYSTEM IN MOUNTAINOUS REGION
ABSTRACT
The objective of this study was to evaluate the influence of skidding and yarding
distances on the productivity of the aerial cable system at the extraction of Pinus
taeda L. in a mountainous region. The study was conducted in the operational areas
of a company in the Vale do Ribeira, Paraná State, Brazil. Was conducted a motion
and time study of the cable system, being the operation subdivided into phases of the
operational cycle and determining the productivity in two skidding and four yarding
distances. The results showed that the activity that consumed most time in the
operational cycle was to skidding, with 45% of the total time, interfering directly on the
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equipment productivity. The average productivity of cable logging system was 22.95
m³ / hour to a skidding distance average of 40 meters and yarding distance of 200
meters.
KEYWORDS: Wood extraction; aerial cable; mechanization.
INTRODUÇÃO
No setor florestal, a colheita de madeira é a etapa mais importante
economicamente, representando 50% ou mais dos custos totais da madeira posta na
indústria, além de ser influenciada por diversos fatores que interferem diretamente na
execução das operações (MACHADO, 1989; LOPES, 2001).
Segundo MALINOVSKI et al. (2006), a produtividade das operações de colheita
de madeira é uma das principais variáveis de viabilidade de retirada da madeira dos
projetos florestais, sendo normalmente, inversamente proporcional ao custo por m³
produzido e diretamente influenciada pelas variáveis do terreno e do povoamento.
Dentro da colheita de madeira é importante destacar a operação de extração,
que é considerada um dos pontos críticos do processo produtivo. Trata-se de uma
etapa influenciada por diversos fatores, como nível de experiência e habilidade do
operador; características do povoamento em termos de densidade do talhão e volume
individual das árvores; distância de extração; relevo; tipo de solo; condições
climáticas e características das máquinas e equipamentos (LOPES et al., 2011). Já
BIRRO et al., (2002) relatam sobre a importância da extração de madeira, podendo
representar até 25 vezes maior em relação ao transporte principal.
Entretanto, quando executada em áreas acidentadas, a extração de madeira
torna-se ainda mais complexa, exigindo um alto nível de planejamento das operações
e uso de máquinas e equipamentos dimensionados capazes de executar as
operações contemplando os custos, as condições de trabalho e as interferências no
meio ambiente (MINETTE, 1988; PENNA, 2009).
Atualmente, os sistemas de cabos aéreos tornaram-se uma opção viável do
ponto de vista técnico, econômico e ambiental para realização da extração de
madeira em região montanhosa, principalmente devido à complexidade das
operações, os elevados riscos de acidentes e custos de produção (LOPES et al.,
2011).
STAMPFER et al., (2006) concordam com a importância dos sistemas de
cabos aéreos, relatando tratar-se de uma técnica de colheita de madeira que acarreta
em baixo impacto sobre o solo e o povoamento remanescente, bem como tratar-se do
sistema mais eficiente quando aplicado no corte raso de florestas. Já BANTEL (2010)
afirma que a principal diferença dos sistemas de cabos aéreos em relação aos
demais sistemas que utilizam cabos é o fato da força motriz não se deslocar ao longo
do talhão. Tal característica traz a vantagem de permitir o seu uso em áreas
declivosas onde outros sistemas de extração não são viáveis do ponto de vista
econômico.
Sendo assim, devido à complexidade da extração de madeira em região
montanhosa e os elevados custos envolvidos, torna-se importante o conhecimento
das variáveis operacionais, a produtividade e os custos dos sistemas cabos aéreos,
permitindo a tomada de decisões para realização de um planejamento eficiente das
operações, maximizando a produtividade e minimizando os custos de produção.
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Este trabalho objetivou avaliar a influência da distância de guinchamento e de
extração na produtividade de um sistema de cabos aéreos na extração de madeira de
Pinus taeda L. em região montanhosa, subsidiando o planejamento das operações e
sustentabilidade florestal.
MATERIAL E MÉTODOS
Os dados foram coletados nas áreas de colheita de madeira de uma empresa
prestadora de serviços florestais, localizada no município de Tunas do Paraná, região
do Vale do Ribeira, estado do Paraná, no período de janeiro a fevereiro de 2011.
A área estudada está situada entre os paralelos 24º58'28'' S e 49º05'09'' W, com
altitude média de 900 m. Segundo a classificação climática de Köppen, o clima da
região é classificado como Cfa, com precipitação média anual de 1.200 mm.
O estudo foi realizado em um povoamento homogêneo e equiâneo de Pinus
taeda L., com espaçamento de 3X2 metros e regime de corte raso.
O sistema de colheita de madeira utilizado pela empresa era de “Árvores
Inteiras” (Full Tree). A derrubada das árvores era realizada pelo método
semimecanizado com uso de motosserra e a extração da madeira do interior do
talhão até a margem da estrada pelo método mecanizado com uso do sistema de
cabos aéreos.
Neste estudo foi avaliado o sistema de cabos aéreos da marca Koller, modelo K602, onde o equipamento foi montado sobre a carroceria de um caminhão 6X4 da
marca Mercedes Benz, modelo 2219 (Figura 1).
FIGURA 1. Sistema de cabo aéreo estudado.
Fonte: OLIVEIRA (2011).
Na Tabela 1 são apresentadas as principais características técnicas do sistema
de cabos aéreos estudado.
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TABELA 1. Características técnicas do sistema de cabos aéreos.
Especificações
Altura da torre (m)
Força de Tração no Cabo Mestre (kN)
Comprimento do Cabo Mestre (m)
Espessura do Cabo Mestre (mm)
Comprimento do Cabo de Tração (m)
Espessura do Cabo de Tração (mm)
Comprimento do Cabo de Retorno (m)
Espessura do Cabo de Retorno (mm)
Cabos de ancoragem
Comprimento dos cabos de ancoragem (m)
Espessura dos cabos de ancoragem (mm)
Valor
10,5
95,0
860,0
20,0
730,0
12,0
1.350,0
12,0
4,0
50,0
20,0
Inicialmente foi realizado um estudo de tempos e movimentos piloto da extração
de madeira com o sistema de cabos aéreos, buscando definir o número mínimo de
observações necessárias a um nível de confiança de 95% e um erro relativo de 5%,
por meio da seguinte equação proposta por CONAW (1977):
nideal =
S 2 ⋅ t 02, 05
E2
onde: N = número mínimo de ciclos necessários; t = valor de t, para o nível de
probabilidade desejado, (n-1) graus de liberdade; S² = variância e E = erro admissível,
em porcentagem (5%).
Em função da distância máxima de extração observada durante a realização do
estudo piloto (400 metros), a área experimental foi estratificada em quatro classes de
distância de extração (DE): DE ≤ 100; 100 < DE ≤ 200; 200 < DE ≤300; e 300 < DE ≤
400, de modo a avaliar a influência da distância de extração na produtividade do
sistema de cabos aéreos.
Já a largura máxima das faixas de guinchamento foi de 40 m, sendo
estratificada em duas classes de distâncias (DG): DG ≤ 20 e DG > 20, a fim de avaliar
a sua influência na produtividade do sistema de cabos aéreos.
Foi realizado um estudo de tempos e movimentos da operação de extração com
o sistema de cabos aéreos nas diferentes distâncias de guinchamento e de extração.
Para tal, foi empregado o método de cronometragem de tempo contínuo,
caracterizado pela medição do tempo sem a detenção do cronômetro, ou seja, de
forma contínua. A leitura do cronômetro foi realizada no ponto de medição referente à
atividade parcial recém-concluída. No estudo foram utilizados, cronômetro centesimal,
prancheta e formulários de campo desenvolvidos para esta finalidade.
O ciclo operacional do sistema de cabos aéreos foi subdividido nos seguintes
elementos parciais: Deslocamento Vazio (DV): iniciava com o deslocamento do carro
teleférico a partir da torre instalada sobre o caminhão no pátio e terminava com a
parada do mesmo próximo ao local de engate das árvores no interior do talhão;
Guinchamento (GUI): iniciava no momento em que o operador apanhava o cabo e
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deslocava-se até as árvores a serem engatadas e terminava com o arraste e engate
do feixe de árvores no carro teleférico; Deslocamento Carregado (DC): Iniciava
quando, após realizado o engate do cabo de arraste e dado o sinal pelo rádio, o carro
teleférico iniciava a subida com o feixe de árvores, e terminava quando o carro
aproximava-se do pátio de descarga; e Desengate (DE): Iniciava quando o carro com
o feixe de árvores posicionava no pátio de descarga, e terminava quando as árvores
eram desengatadas e colocadas sobre o pátio de estocagem.
Para a determinação da produtividade efetiva do sistema de cabos aéreos foi
obtido o volume médio por árvore fornecido pelo inventário da empresa, sendo esse
valor multiplicado pelo número de árvores extraídas com casca durante os ciclos
operacionais de extração, e em seguida, divididas pelas horas efetivamente
trabalhadas, conforme a seguinte expressão:
Pr = N * V / he
Onde: Pr = Produtividade (m³cc he-1); N = número de árvores extraídas; V = volume
médio individual das árvores com casca (m³cc); e he = tempo efetivo de trabalho
(horas).
Os resultados obtidos da extração com o sistema de cabos aéreos foram
submetidos à análise de variância para experimentos inteiramente casualizados. Nos
casos em que houve diferença estatística significava foi realizado o teste de média
por Tukey, ao nível de 95% de probabilidade, de modo a comparar a produtividade do
equipamento nas diferentes distâncias de guinchamento e de extração.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste estudo foram obtidos 398 ciclos operacionais da extração de madeira com
o sistema de cabos aéreos, atendendo à exigência mínima estabelecida pelo estudo
piloto que foi de 293 ciclos operacionais. Durante a realização do estudo foram
extraídas um total de 1.295 árvores.
Na Figura 2 é apresentada a distribuição percentual dos tempos do ciclo
operacional do sistema de cabos aéreos. Como pode ser visto, o elemento parcial
“guinchamento” das árvores consumiu 45% do tempo total do ciclo operacional. O
elevado tempo de guinchamento deveu-se, principalmente, pela largura da faixa de
extração e pela dificuldade de deslocamento do trabalhador no interior do talhão,
ocasionado pela elevada declividade do terreno e obstáculos na área estudada.
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FIGURA 2. Distribuição percentual do ciclo operacional
efetivo do sistema de cabos aéreos.
O resultado obtido neste estudo foi superior ao encontrado por LOPES et al.
(2011), que observou um tempo percentual de 38,3% requerido com engate e arraste,
considerado neste estudo como tempo de guinchamento. Portanto, ficou evidente a
influência da distância de guinchamento na composição do tempo do ciclo
operacional e na produtividade do sistema de cabos aéreos, mostrando assim, a
necessidade do planejamento da extração por meio da definição da distância ótima
de guinchamento para otimização da produtividade do equipamento.
Em seguida, destacaram-se as atividades parciais de “deslocamento
carregado” e “deslocamento vazio”, com 23% e 18% do tempo total, respectivamente.
O maior tempo consumido pelo “deslocamento carregado” pode ser explicado pela
velocidade reduzida de subida do carrinho teleférico, sendo incrementado
proporcionalmente com o aumento da distância de extração.
A distribuição dos tempos em minutos do ciclo operacional do sistema de
cabos aéreos estratificados nas diferentes distâncias de guinchamento é mostrada na
Figura 3. Como pode ser observado, o tempo consumido pelo elemento
guinchamento aumentou na maior classe de distância, evidenciando mais uma vez a
sua influencia no tempo total do ciclo operacional da operação de extração.
Os resultados mostraram, portanto, a importância do planejamento operacional
para a extração de madeira com o sistema de cabos aéreos, devendo ser
considerada a faixa ótima de guinchamento que procure otimizar, simultaneamente, a
área de cobertura e a produtividade do equipamento. Além disso, é importante que
seja realizada a derrubada das árvores com maior qualidade, facilitando o posterior
engate e arraste das árvores até o cabo principal do sistema de cabos aéreos.
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FIGURA 3. Tempo médio para os elementos de ciclo
operacional do sistema de cabos aéreos nas diferentes distâncias de guinchamento.
Na Tabela 2 são apresentados resultados de produtividade do sistema de cabos
aéreos em relação às diferentes distâncias de guinchamento e de extração.
A produtividade média efetiva obtida foi de 22,95 m³ h-1, considerando uma
distância máxima de 400 m. Já LOPES et al. (2011), estudando um sistema de cabo
da marca Koller, modelo K-601 em plantio de primeira rotação e distância máxima
de extração de 350 metros, obtiveram uma produtividade média efetiva de 25,3
m³cc he-1. Já SIMÕES et al. (2010), avaliando um sistema de cabo Penzsaur K301-T
em plantio de primeira rotação e distância máxima de extração de 400 metros,
obtiveram uma produtividade média efetiva de 14,16 m³ he-1.
TABELA 2. Produtividade média (m3/hora) do sistema de cabos aéreos nas
diferentes distâncias de guinchamento e extração.
Distância de
Guinchamento
(m)
DG ≤ 20
DG > 20
Média
Distância de Extração (m)
DE≤100
100<DE≤ 200
200<DE≤300
300<DE≤400
Média
35,34 Aa
25,07 Ba
31,21
31,49 Ab
19,32 Bb
25,41
25,24 Ac
16,86 Bb
21,05
16,26 Ad
12,03 Bc
14,15
27,08
18,82
22,95
DG: Distância de Guinchamento.
Médias seguidas pela mesma letra minúscula na linha e maiúscula na coluna não diferem entre si, pelo
teste de Tukey a 5% de significância.
Como pode ser observado, a produtividade do sistema de cabos aéreos
diminuiu com o aumento da distância de extração em ambas as situações de
distâncias de guinchamento, com diferença significativa entre as classes estudadas.
Por outro lado, ao considerar cada distância de guinchamento, nota-se uma redução
significativa da produtividade do sistema de cabos aéreos em todas as classes de
distâncias de extração, afetando o tempo do ciclo operacional total da operação e
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confirmando a influência da distância de guinchamento e de extração na
produtividade do equipamento.
CONCLUSÕES
Com base na análise e discussão dos resultados, esta pesquisa permitiu
concluir:
a) O guinchamento foi a atividade parcial que consumiu o maior tempo do ciclo
operacional, ocasionado pela distância de arraste das árvores e dificuldade de
deslocamentos dos trabalhadores no interior do talhão.
b) As maiores produtividades do sistema de cabos aéreos foram observadas nas
menores distâncias de guinchamento e de extração, com valor médio de 22,95
m³/h para uma distância média de 40 e 200 m, respectivamente.
c) As variáveis distâncias de guinchamento e de extração mostraram influenciar
diretamente na produtividade do sistema de cabos aéreos, devendo tais variáveis
serem consideradas no planejamento das operações de extração de madeira.
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