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CARLOS ALBERTO TEIXEIRA
AVALIAÇÃO ENERGÉTICA E DE CUSTO
EM UNIDADES ARMAZENADORAS
VIÇOSA
MINAS GERAIS – BRASIL
2006
Tese apresentada à Universidade
Federal de Viçosa, como parte das
exigências do Programa de Pós –
Graduação em Engenharia Agrícola, para
obtenção do título de “Doctor Scientiae”.
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CARLOS ALBERTO TEIXEIRA
AVALIAÇÃO ENERGÉTICA E DE CUSTO
EM UNIDADES ARMAZENADORAS
APROVADA: 11 de julho de 2006
Prof. Adílio Flauzino de Lacerda Filho
(Co-Orientador)
Prof. Roberto Precci Lopes
Prof. José Márcio Costa
Prof. Paulo Marcos de Barros Monteiro
Prof. Delly Oliveira Filho
(Orientador)
Tese apresentada à Universidade
Federal de Viçosa, como parte das
exigências do Programa de Pós –
Graduação em Engenharia Agrícola, para
obtenção do título de “Doctor Scientiae”.
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ii
Aos meus pais, Teodoria Francisca Xavier e
José Justiniano Teixeira.
Aos meus irmãos, Rita de Cássia Teixeira,
Maria de Fátima Teixeira e José Eduardo Teixeira (in memoriam).
À minha esposa, Maria Aparecida Gomes Teixeira
e minha filha Aline Gomes Onésimo.
iii
AGRADECIMENTO
A Deus, meu papai do céu, pela saúde e por tudo mais.
A meus familiares, e amigos, pelo apoio e incentivo.
À Universidade Federal de Viçosa, especialmente ao Departamento de
Engenharia Agrícola, pela oportunidade de realização do Curso de Pós-Graduação.
Ao professor Delly Oliveira Filho, pela amizade, confiança e orientação.
Aos professores conselheiros, Adílio Flauzino de Lacerda Filho e José Helvecio
Martins, pela amizade, orientação, paciência e valiosas sugestões.
A todos os meus amigos da Área de Energia na agricultura e da Área de
Armazenamento e Pré-Processamento de Produtos vegetais do Departamento de
Engenharia Agrícola, pela amizade, companheirismo e lealdade.
Aos funcionários do Departamento de Engenharia Agrícola, Catitú, Dona Maria,
Dona Fátima, Edna, Edson, Inhame, Joel, José Galinári, José Mauro, Juvercino,
Jurandir, Marcos e Renato.
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq e a
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES, pelo
financiamento dos estudos e da pesquisa.
À Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia - CAROL, por ter cedido
generosamente as unidades armazenadoras de Guaíra e Ituverava para realização dos
estudos de auditoria energética, na pessoa do senhor Humberto Fernando Dal Pino
(Superintendente), Pedro Bérgamo Júnior (Gerente Industrial e Armazenagem), Sandro
Alexandre Zanutto (Gerente da Unidade de São Joaquim da Barra), Warner G. de
iv
Oliveira Júnior (Gerente da Unidade Armazenadora de Guaíra), Jucimar Serra (Gerente
da Unidade Armazenadora de Ituverava) e Sra Cléuza .
Aos funcionários da Cooperativa dos Agricultores de Orlândia, da Unidade de
Guaíra, Edson (encarregado do silo) e equipe: Valdecir, Paulo, Roberto, João, Antônio,
Dejair, Zequinha e Toninho. Aos funcionários do escritório, Agnaldo (encarregado do
escritório) e equipe: Vanessa, Eliana, Giovana, Lucinéia, Marli e todos que, de alguma
forma, contribuíram para a realização deste trabalho.
Aos funcionários da Cooperativa dos Agricultores de Orlândia, da Unidade de
Ituverava, Tunico e Cássio (encarregados do silo) e equipe: Ranufo, Japonês, Daniel e
Florisvaldo. Aos funcionários do escritório, Antônio Carlos (encarregado do escritório),
Tiago e equipe.
A meus amigos de Jundiaí, SP, que continuaram torcendo e fizeram o possível
por mim, especialmente Alexandre, Ricardo e Chico.
A todos meus amigos de Viçosa, pelo apoio, pelo incentivo e solidariedade.
v
BIOGRAFIA
CARLOS ALBERTO TEIXEIRA, filho de Teodoria Francisca Xavier e José
Justiniano Teixeira, nasceu no dia 12 de julho de 1973, em Itu, SP.
Em 30 de dezembro de 1992, recebeu a habilitação profissional parcial de
Desenhista de Agrimensura, na Escola Técnica Estadual Vasco Antônio Venchiarutti
(ETEVAV), Jundiaí, SP.
Em 30 de junho de 1993, recebeu a habilitação profissional plena de Técnico em
Agrimensura, na Escola Técnica Estadual Vasco Antônio Venchiarutti (ETEVAV),
Jundiaí, SP.
Em janeiro de 2000, recebeu a habilitação profissional em Engenharia Agrícola,
na Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.
Em fevereiro de 2002, concluiu o Curso de Mestrado em Engenharia Agrícola,
na área de Energia na Agricultura, no Departamento de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.
Em julho de 2006, concluiu o Curso de Doutorado em Engenharia Agrícola, na
área de Energia na Agricultura, no Departamento de Engenharia Agrícola da
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.
vi
ÍNDICE
LISTA DE QUADROS............................................................................... x
LISTA DE FIGURAS.................................................................................. xvi
RESUMO..................................................................................................... xviii
ABSTRACT................................................................................................. xx
1. INTRODUÇÃO GERAL............................................................................. 1
1.1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 7
2. AVALIAÇÃO ENERGÉTICA E DE CUSTO EM UNIDADES
ARMAZENADORAS DE PRÉ-PROCESSAMENTO DE GRÃOS..........
9
RESUMO..................................................................................................... 9
2.1. INTRODUÇÃO........................................................................................... 11
2.2. REVISÃO DE LITERATURA.................................................................... 13
2.2.1. Conceitos e características de unidades armazenadoras...................... 13
2.2.2. Operações unitárias em pré-processamento de grãos.......................... 14
2.2.3. Pré-limpeza.......................................................................................... 17
2.2.4. Transportadores de grãos..................................................................... 19
2.2.5. Sistemas de secagem............................................................................ 23
2.2.6. Secagem contínua............................................................................... 33
2.2.7. Secagem intermitente.......................................................................... 34
2.2.8. Secadores do tipo torre com fluxos mistos.......................................... 34
2.2.9. Secagem combinada............................................................................ 37
2.2.10. Sistemas de aquecimento de ar............................................................ 38
2.2.11. Fornalha............................................................................................... 39
vii
2.2.12. Dimensionamento de ventilador.......................................................... 42
2.2.13. Avaliação do sistema de secagem........................................................ 46
2.2.14. Custo operacional de secagem ............................................................ 47
2.2.15. Qualidade de grãos.............................................................................. 49
2.3. OBJETIVO................................................................................................... 51
2.4. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................... 52
2.4.1. Desenvolvimento de metodologia para avaliação da demanda de
energia e custo das operações unitárias em unidades armazenadoras
de pré-processamento de grãos............................................................ 52
2.4.2. Estudos de caso – Aplicação da metodologia, em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de
Orlândia............................................................................................... 70
2.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................. 71
2.5.1. Unidade armazenadora de Ituverava................................................... 71
2.5.2. Unidade armazenadora de Guaíra....................................................... 101
2.6. CONCLUSÃO............................................................................................. 137
2.7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 141
3. RACIONALIZAÇÃO DO USO DE ENERGIA ELÉTRICA EM
UNIDADES ARMAZENADORAS............................................................ 144
RESUMO..................................................................................................... 144
3.1. INTRODUÇÃO........................................................................................... 146
3.2. REVISÃO DE LITERATURA.................................................................... 148
3.2.1. Motor elétrico...................................................................................... 148
3.2.2. Caracterização de equipamentos.......................................................... 152
3.2.3. Curvas características de motores elétricos......................................... 159
3.2.4. Adequação de força motriz.................................................................. 160
3.2.5. Sistema tarifário................................................................................... 162
3.2.6. Sistema de iluminação......................................................................... 163
3.2.7. Qualidade do fornecimento de energia elétrica................................... 164
3.2.8. Análise econômica.............................................................................. 167
3.3. OBJETIVO................................................................................................... 170
3.4. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................... 171
3.4.1. Metodologia para racionalização do uso de energia elétrica em
unidades armazenadoras de produtos agrícolas................................... 171
3.4.2. Estudos de caso – Aplicação da metodologia em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de
Orlândia............................................................................................... 173
viii
3.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................. 174
3.5.1. Racionalização do uso de energia elétrica em unidades
armazenadoras de produtos agrícolas.................................................. 174
3.5.2. Estudos de caso – Aplicação da metodologia em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de
Orlândia............................................................................................... 175
3.6. CONCLUSÃO............................................................................................. 206
3.7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 208
4. SOLUÇÕES ENERGÉTICAS APLICADAS A UNIDADES
ARMAZENADORAS.................................................................................
210
RESUMO..................................................................................................... 210
4.1. INTRODUÇÃO........................................................................................... 212
4.2. REVISÃO DE LITERATURA.................................................................... 214
4.2.1. Planejamento energético...................................................................... 214
4.2.2. Sistema tarifário................................................................................... 215
4.2.3. Geração distribuída............................................................................. 215
4.2.4. Cogeração............................................................................................ 217
4.2.5. Análise econômica.............................................................................. 227
4.3. OBJETIVO................................................................................................... 228
4.4. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................... 229
4.4.1. Cogeração em unidades armazenadoras utilizando lenha e seus
resíduos................................................................................................ 229
4.4.2. Geração distribuída em unidades armazenadoras................................ 230
4.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................. 232
4.5.1. Cogeração em unidades armazenadoras utilizando lenha e seus
resíduos................................................................................................ 232
4.5.2. Geração distribuída em unidades armazenadoras................................ 235
4.6. CONCLUSÃO............................................................................................. 239
4.7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 241
5. ANÁLISE TÉCNICA E ENERGÉTICA DA LEGISLAÇÃO QUE
REGULAMENTA A COMERCIALIZAÇÃO E QUALIDADE DE
PRODUTOS AGRÍCOLAS NO BRASIL................................................... 243
RESUMO..................................................................................................... 243
5.1. INTRODUÇÃO........................................................................................... 245
5.2. OBJETIVO................................................................................................... 249
5.3. MATERIAL E MÉTODOS......................................................................... 250
5.3.1. Proposição de modificação na legislação brasileira de
comercialização de grãos..................................................................... 251
ix
5.3.2. Estudos de caso - análise técnica e energética de duas unidades
armazenadoras..................................................................................... 254
5.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................. 255
5.4.1. Proposição de modificação na legislação brasileira de
comercialização de grãos..................................................................... 255
5.4.2. Estudos de caso - análise técnica e energética de duas unidades
armazenadoras..................................................................................... 259
5.5. CONCLUSÃO............................................................................................. 263
5.6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................... 265
6. CONCLUSÃO GERAL............................................................................... 266
6.1. Avaliação de unidades armazenadoras de pré-processamento de
grãos..................................................................................................... 266
6.2. Racionalização do uso de energia elétrica em unidades
armazenadoras de pré-processamento de grãos................................... 267
6.3. Soluções energéticas aplicadas a unidades armazenadoras................. 268
6.4. Análise técnica e econômica sobre a legislação que trata da
comercialização e qualidade de produtos agrícolas no Brasil............. 269
7. APÊNDICES................................................................................................ 271
7.1. Apêndice A.......................................................................................... 272
7.2. Apêndice B.......................................................................................... 278
7.3. Apêndice C.......................................................................................... 283
7.4. Apêndice D.......................................................................................... 300
x
LISTA DE QUADROS
Quadro 2.1. Constantes das isotermas de equilíbrio para alguns produtos.......... 16
Quadro 2.2. Classificação e aplicabilidade dos transportadores.......................... 22
Quadro 2.3. Operador laplaciano para diferentes geometrias.............................. 25
Quadro 2.4. Distribuição do consumo específico de energia em um secador de
fluxo cruzado................................................................................... 37
Quadro 2.5. Capacidade relativa do transportador em função do ângulo de
inclinação do transportador.............................................................. 55
Quadro 2.6. Coeficiente para transporte horizontal (C
1
) e vertical (C
2
) para
soja e milho...................................................................................... 55
Quadro 2.7. Dimensões físicas dos secadores...................................................... 61
Quadro 2.8. Legenda para o fluxograma da Figura 2.11...................................... 72
Quadro 2.9. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja
em grãos........................................................................................... 72
Quadro 2.10. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento
do secador 2 com transportadores.................................................... 76
Quadro 2.11. Potência demandada nas fitas transportadoras da unidade obtida
por diferentes formas....................................................................... 77
Quadro 2.12. Potência demandada em elevadores de caçamba da unidade
armazenadora obtida por diferentes formas..................................... 78
Quadro 2.13. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a
carga de trabalho diária – teste 1...................................................... 79
Quadro 2.14. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a
carga de trabalho diária – teste 2...................................................... 79
Quadro 2.15. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a
carga de trabalho diária – teste 3...................................................... 80
xi
Quadro 2.16. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento
do secador 2 com máquinas de limpeza e pré-limpeza.................... 81
Quadro 2.17. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento
do secador 2 com o motor do ventilador descarga do secador........ 83
Quadro 2.18. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de
secagem – produto milho................................................................. 83
Quadro 2.19. Temperatura máxima permitida na massa de grãos durante a
secagem........................................................................................... 83
Quadro 2.20. Dados nominais da fornalha da unidade armazenadora de
Ituverava...........................................................................................
84
Quadro 2.21. Teor de água e poder calorífico de lenha em três estados de
conservação..................................................................................... 84
Quadro 2.22. Massa específica básica de três tipos de lenha................................. 85
Quadro 2.23. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão do ventilador ... 86
Quadro 2.24. Cálculo da área de grelha da fornalha.............................................. 88
Quadro 2.25. Variação da temperatura nas câmaras do secador 2......................... 89
Quadro 2.26. Medição da velocidade do ar no secador 2...................................... 90
Quadro 2.27. Teor de água dos grãos e umidade relativa do ar............................ 92
Quadro 2.28. Variação da massa específica de milho na operação de secagem.... 93
Quadro 2.29. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade
armazenadora de Ituverava............................................................... 94
Quadro 2.30. Consumo de energia e eficiência de secagem ................................. 96
Quadro 2.31. Resultado experimental da avaliação energética do sistema de
secagem............................................................................................ 97
Quadro 2.32. Dados de entrada para o cálculo do custo de secagem de grãos em
secador tipo cascata da unidade armazenadora de Ituverava........... 99
Quadro 2.33. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata, sem reaproveitamento do ar......................................... 100
Quadro 2.34. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata, com reaproveitamento duplo do ar.............................. 101
Quadro 2.35. Legenda para o fluxograma das figuras 2.14, 2.15 e 2.16................ 102
Quadro 2.36. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja
em grãos........................................................................................... 103
Quadro 2.37. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento
do secador 3 com transportadores.................................................... 109
Quadro 2.38. Potência demandada em fitas transportadoras da unidade
armazenadora de Guaíra................................................................... 110
Quadro 2.39. Potência demandada em elevadores de caçambas da unidade
armazenadora obtidas por diferentes formas................................... 111
xii
Quadro 2.40. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento
do secador 3 com máquinas de limpeza e pré-limpeza.................... 113
Quadro 2.41. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento
do secador 3 com os motores do ventilador e descarga do secador. 113
Quadro 2.42. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de
secagem – Secador 2 – produto sorgo.............................................. 114
Quadro 2.43. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de
secagem - Secador 3 – Produto milho.............................................. 114
Quadro 2.44. Temperaturas máximas na massa de grãos durante a secagem........ 114
Quadro 2.45. Dados nominais da fornalha utilizada com o secador 03................. 115
Quadro 2.46. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão de ventilador ... 117
Quadro 2.47. Cálculo da área de grelha da fornalha.............................................. 118
Quadro 2.48. Variação da temperatura nas câmaras do secador 3......................... 120
Quadro 2.49. Medição da velocidade do ar no secador 3...................................... 122
Quadro 2.50. Teor de água dos grãos e umidade relativa do ar............................. 123
Quadro 2.51. Variação da massa específica de milho na operação de secagem ... 124
Quadro 2.52. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade
armazenadora de Guaíra................................................................... 125
Quadro 2.53. Consumo de energia e eficiência de secagem do secador tipo torre
de fluxos mistos................................................................................ 128
Quadro 2.54. Resultado experimental da avaliação energética do sistema de
secagem............................................................................................ 129
Quadro 2.55. Simulação do processo de secagem, utilizando-se o modelo de
Thompson para secadores de fluxo misto........................................ 130
Quadro 2.56. Dados de entrada para o cálculo do custo de secagem de grãos em
secador tipo cascata da unidade armazenadora de Ituverava........... 134
Quadro 2.57. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata, sem reaproveitamento do ar......................................... 135
Quadro 2.58. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata, com reaproveitamento duplo do ar.............................. 135
Quadro 3.1. Ensaios de laboratório realizados em motores elétricos................... 153
Quadro 3.2. Caracterização quanto à temperatura das diferentes classes de
isolamento de motores elétricos....................................................... 156
Quadro 3.3. Valores de letra código para motores elétricos................................ 156
Quadro 3.4. Relação e características de motores instalados nos diferentes
equipamentos, que compõem a unidade armazenadora de
Ituverava........................................................................................... 175
Quadro 3.5. Relação e características de alguns dos motores instalados nos
diferentes equipamentos, que compõem a unidade armazenadora
de Guaíra.......................................................................................... 176
xiii
Quadro 3.6. Parâmetros de entrada para análise econômica de vida útil da
adequação de força motriz e de corrente da FT1............................. 179
Quadro 3. 7. Resultados da análise econômica de vida útil para as opções
estudadas.......................................................................................... 180
Quadro 3.8. Relação e características técnicas, categoria e classe de
isolamento dos motores instalados nos diferentes equipamentos
que compõem a unidade armazenadora de Ituverava....................... 181
Quadro 3.9. Relação e características técnicas, categoria e classe de
isolamento dos motores instalados nos diferentes equipamentos
que compõem a unidade armazenadora de Guaíra...........................
182
Quadro 3.10. Adequação tarifária para a unidade armazenadora de Ituverava
com as faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e
2002/2003, respectivamente............................................................. 183
Quadro 3.11. Adequação tarifária para a unidade armazenadora de Guaíra com
as faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e 2002/2003,
respectivamente................................................................................ 184
Quadro 3.12. Cargas de iluminação da unidade armazenadora de Ituverava........ 186
Quadro 3.13. Cargas de iluminação da unidade armazenadora de Guaíra............. 187
Quadro 3.14. Custo com iluminação das unidades armazenadoras de Ituverava e
Guaíra com os equipamentos atuais e com equipamentos
eficientes........................................................................................... 188
Quadro 3.15. Dados de entrada para análise da unidade armazenadora de
Ituverava com a utilização dos equipamentos atuais e com a
utilização de equipamentos eficientes.............................................. 188
Quadro 3.16. Dados de entrada para análise da unidade armazenadora de Guaíra
com os equipamentos em funcionamento e com a utilização de
equipamentos eficientes................................................................... 189
Quadro 3.17. Análise de vida útil para a unidade armazenadora de Ituverava...... 189
Quadro 3.18. Análise de vida útil para a unidade armazenadora de Guaíra.......... 189
Quadro 3.19. Tensão medida nas cabines de comando e proteção 1 e 2 da
unidade armazenadora de Ituverava................................................. 190
Quadro 3.20. Tensão medida na cabine de medição do circuito 1 da unidade
armazenadora de Guaíra................................................................... 190
Quadro 3.21. Fatores de redução de potência que devem ser adotados conforme
o valor percentual do desequilíbrio das tensões da rede para
motores trifásicos para a unidade armazenadora de Ituverava......... 191
Quadro 3.22. Fatores de redução de potência que devem ser adotados conforme
o valor percentual do desequilíbrio das tensões da rede para
motores trifásicos para a unidade armazenadora de Guaíra............. 191
Quadro 3.23. Desequilíbrio de tensão e influência do desequilíbrio nas
correntes de motores trifásicos de indução na unidade
armazenadora de Ituverava............................................................... 192
xiv
Quadro 3.24. Desequilíbrio de tensão e influência do desequilíbrio nas
correntes de motores trifásicos de indução na unidade
armazenadora de Guaíra................................................................... 193
Quadro 3.25. Alteração da amplitude da tensão da rede na unidade
armazenadora de Ituverava.............................................................. 194
Quadro 3.26. Efeito da alteração da amplitude da tensão da rede nos motores de
indução trifásicos da unidade armazenadora de Guaíra................... 195
Quadro 3.27. Dados para realização da análise econômica de vida útil para
condutores de alimentação de motores elétricos trifásicos.............. 196
Quadro 3.28. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores e a variação de preço entre os condutores de energia
elétrica.............................................................................................. 197
Quadro 3.29. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do preço da tarifa de energia elétrica...... 197
Quadro 3.30. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do rendimento do motor elétrico pelo
aumento da bitola do condutor alimentador.................................... 198
Quadro 3.31. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores e a variação de preço entre os condutores de energia
elétrica.............................................................................................. 199
Quadro 3.32. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do preço da tarifa de energia elétrica...... 200
Quadro 3.33. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do rendimento do motor elétrico pelo
aumento da bitola do condutor alimentador.................................... 200
Quadro 3.34. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores e a variação de preço entre os condutores de energia
elétrica.............................................................................................. 202
Quadro 3.35. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do preço da tarifa de energia elétrica...... 203
Quadro 3.36. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da
análise de vida útil entre a variação do comprimento dos
condutores com aumento do rendimento do motor elétrico pelo
aumento da bitola do condutor alimentador.................................... 204
Quadro 4.1. Custos de referência para sistemas básicos de cogeração................ 219
Quadro 4.2. Parâmetros de referência para sistemas básicos de cogeração......... 220
xv
Quadro 4.3. Dados para a análise técnica da cogeração em unidade
armazenadora................................................................................... 233
Quadro 4.4. Energia produzida pela queima da lenha no sistema de cogeração.. 233
Quadro 4.5. Custos, consumo e demanda de energia elétrica no ano de 2002.... 233
Quadro 4.6. Preço médio da energia elétrica para a unidade armazenadora de
Ituverava no ano de 2002 e no ano de 2005..................................... 234
Quadro 4.7. Ganho com a venda de excedentes da geração de energia............... 234
Quadro 4.8. Investimento inicial necessário à implantação do sistema de
cogeração.......................................................................................... 235
Quadro 4.9. Dados de entrada para a análise econômica de vida útil.................. 236
Quadro 4.10. Análise de vida útil para o sistema proposto, considerando-se
adoção de floresta energética própria e a compra da lenha.............. 237
Quadro 4.11. Análise de vida útil para o sistema proposto, considerando-se a
variação da tarifa elétrica em 25% a menos no preço adotado
anteriormente.................................................................................... 237
Quadro 5.1. Relação entre um erro operacional do equipamento de 2,5% no
teor de água e o desconto em uma carreta de milho de
30 toneladas..................................................................................... 256
Quadro 5.2. Relação entre um erro operacional do equipamento de 2,5% no
teor de água e o desconto na operação de venda de 100.000 t de
grãos................................................................................................ 256
Quadro 5.3. Relação da inclusão de impurezas em cascata nos grãos na
comercialização dos produtos de origem vegetal e o gasto
adicional de energéticos................................................................... 258
xvi
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1. Corte longitudinal de uma máquina de pré-limpeza........................... 18
Figura 2.2. Esquema das variações que ocorrem na secagem de uma camada
fina de grãos, durante um intervalo de tempo, dt............................... 27
Figura 2.3. Secador do tipo torre de fluxos mistos............................................... 35
Figura 2.4. Representação da variação das propriedades termodinâmicas do ar
durante o processo de secagem........................................................... 43
Figura 2.5. Regulagem das entradas de ar quente no secador............................... 60
Figura 2.6. Regulagem das entradas de ar quente e frio no secador..................... 60
Figura 2.7. Partes da lenha atingida pelo corte..................................................... 62
Figura 2.8. Localização dos termômetros nos secadores...................................... 66
Figura 2.9. Tela de apresentação do programa computacional “Custo de
secagem de grãos em secador tipo cascata”....................................... 70
Figura 2.10. Vista aérea da unidade armazenadora de Ituverava, SP..................... 71
Figura 2.11. Fluxograma operacional da unidade de Ituverava, SP....................... 74
Figura 2.12. Curva de secagem para o produto milho, em secador de fluxos
mistos.................................................................................................. 98
Figura 2.13. Vista aérea da unidade armazenadora de Guaíra, SP......................... 102
Figura 2.14. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra, SP (primeira
alternativa).......................................................................................... 105
Figura 2.15. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra (segunda
alternativa).......................................................................................... 106
Figura 2.16. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra (terceira
alternativa).......................................................................................... 107
xvii
Figura 2.17. Curva de secagem para o produto milho, em secador de fluxos
mistos.................................................................................................. 132
Figura 3.1. Consumo de energia elétrica por setores no Brasil............................. 146
Figura 3.2. Consumidores mais importantes do setor industrial........................... 147
Figura 3.3. Conversão de energia em um motor elétrico...................................... 148
Figura 3.4. Estator de um motor elétrico.............................................................. 150
Figura 3.5. Rotor bobinado ou de anéis de um motor elétrico.............................. 150
Figura 3.6. Rotor em gaiola de um motor elétrico................................................ 150
Figura 3.7. Placa com os dados nominais de um motor elétrico........................... 154
Figura 3.8. Curvas de conjugado versus velocidade............................................. 158
Figura 3.9. Curva característica representativa de motor de potência inferior a
18,4 kW (25 cv).................................................................................. 159
Figura 3.10. Curva característica representativa de motor de potência superior a
18,4 kW (25 cv). ................................................................................ 159
Figura 3.11. Rendimento nominal para motores de alto rendimento e tipo
padrão, 4 pólos, categoria N............................................................... 160
Figura 3.12. Efeito do desequilíbrio da tensão nas correntes de um motor de
indução trifásico................................................................................. 165
Figura 3.13. Curva do fator de redução para a potência disponível no eixo........... 166
Figura 3.14. Influência da variação da tensão no desempenho de um motor de
indução trifásico................................................................................. 166
Figura 4.1. Cogeração “bottoming” (a) e “topping” (b)....................................... 218
Figura 4.2. Diagrama temperatura versus entropia do ciclo Rankine................. 222
Figura 4.3. Representação esquemática do diagrama de Mollier – eficiência da
turbina a vapor no gráfico entalpia versus entropia............................ 224
Figura 4.4. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de simples
estágio................................................................................................. 226
Figura 4.5. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de
multiestágios e condensação............................................................... 227
Figura 4.6. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de
multiestágios e contrapressão............................................................. 227
Figura 5.1. Análise fitopatológica para o produto soja......................................... 260
Figura 5.2. Análise fitopatológica para o produto milho...................................... 261
xviii
RESUMO
TEIXEIRA, Carlos Alberto, D. S., Universidade Federal de Viçosa, Julho de 2006.
Avaliação energética e de custo em unidades armazenadoras. Orientador: Delly
Oliveira Filho. Co-Orientadores: Adílio Flauzino de Lacerda Filho e José Helvecio
Martins.
O setor agroindustrial tem um papel importante na economia brasileira. Em
2004, as exportações do agronegócio corresponderam a 40,4% da total exportação
brasileira no período, totalizando US$ 96,475 bilhões em 2004. A falta de investimentos
no setor energético, que causou racionamento de energia elétrica por um período de um
ano a partir de junho de 2001, aliadas à sazonalidade dos recursos necessários para
geração de energia hidroelétrica, torna a racionalização do uso de energia elétrica uma
ferramenta de apoio imprescindível ao crescimento sustentável do país. A utilização de
energia elétrica nos diversos setores da economia é cerca de 49% (setor industrial), 24%
(setor residencial), 12% (setor comercial), 12% (setor governamental) e 3% (setor
rural). No setor industrial, o uso final de energia elétrica é distribuído da seguinte forma:
cerca de 49% para força motriz, 32% para fornos, 10% para caldeira, 7% para eletrólise
química e 2% para iluminação. Os motores elétricos representam cerca de 35% do
consumo global de energia elétrica no país. São mais de 10 milhões de motores
elétricos, em funcionamento. Dentre os vários setores produtivos da economia
brasileira, as unidades armazenadoras de produtos agrícolas, atualmente, a capacidade
de cerca de 100 milhões de toneladas de grãos armazenados, apresentam um grande
potencial de economia de energia em suas instalações e processos. Neste trabalho, a
xix
racionalização do uso de energia em unidades armazenadoras abrangeu: (i) avaliação de
unidades armazenadoras de pré-processamento de grãos; (ii) racionalização do uso de
energia elétrica; (iii) soluções energéticas aplicadas a unidades armazenadoras; e
(iv) análise técnica e energética da comercialização e qualidade de produtos agrícolas no
Brasil. Neste estudo, demonstrou-se o grande potencial de economia de energia
mecânica, térmica e elétrica existente nas unidades armazenadoras. Além disso,
algumas soluções energéticas poderiam agregar preço à operação de secagem, bem
como proposições de correção nas leis concernentes à comercialização e qualidade de
produtos agrícolas trariam uma maior lisura nas operações e uma grande economia de
energéticos para ao país.
xx
ABSTRACT
TEIXEIRA, Carlos Alberto, D. S., Universidade Federal de Viçosa, July 2005.
Cost and energy evaluations in grain elevator units. Adviser: Delly Oliveira
Filho. Co-Advisers: Adílio Flauzino de Lacerda Filho and José Helvecio Martins.
The agroindustry sector has an important role in Brazilian economy. In 2004, the
exports of the agrobusiness corresponded to 40.4% of the total Brazilian export, as
totaling US$ 96.475 billion. The lack of investments in the energy sector, that caused
electric power rationing for a period of one year from June 2001, associated to the
seasonableness of the resources necessary to generation of hydroelectric energy, turns
the rationalization of the electric power use an indispensable supporting tool to the
sustainable growth of the country. The use of the electric power in several sectors is
around 9% (industrial sector), 24% (residential sector), 12% (commercial sector), 12%
(government sector) and 3% (rural sector). In the industrial sector, the final use of
electric power is distributed as follows: about 49% for driving force, 32% for ovens,
10% for boiler, 7% for chemical electrolysis, and 2% for illumination. The electric
motors represent about 35% of the total consumption of electric power in the country,
since there are more than 10 million electric motors under operation. Among several
productive sectors of the Brazilian economy, the storage units of agricultural products
present a high economic potential in their facilities and processes, since they have
actually about 100 million tons of stored grain capacity. In this work, the rationalization
of the energy use in storage units included: (i) evaluation of storage units for pre-
xxi
processing grains; (ii) rationalization of the electric power use; (iii) energy solutions
applied to storage units; and (iv) technical and energetic analysis of both
commercialization and quality of agricultural products in Brazil. The high economic
potential for the mechanical, thermal and electric energy in the storage units were
shown in this study. Besides, some energy solutions could aggregate price to the drying
operation, as well as the correction propositions in the laws concerning to the
commercialization and quality of agricultural products would provide greater probity in
the operation and a great energetic economy for the country.
1
Capítulo 1. INTRODUÇÃO GERAL
As exportações provenientes do agronegócio, no ano de 2004, totalizaram um
valor de US$ 39,016 bilhões, um recorde histórico neste setor (BRASIL, 2004).
Portanto, as exportações oriundas deste setor corresponderam a 40,4% do total das
exportações brasileiras no período, cujo valor foi US$ 96,475 bilhões. As importações
apresentaram variação anual de 1,9%, totalizando US$ 4,880 bilhões.
Na produção de grãos, a secagem de milho, por exemplo, é responsável por,
aproximadamente, 50% do consumo total de energia (LOPES et al., 2000). Portanto,
existe um grande potencial de economia de energia em unidades armazenadoras
(LOPES et al., 2000; SILVA et al., 2000a). Em todas as etapas do processo de
armazenamento existem procedimentos a serem adotados, que podem tornar o processo
mais eficiente do ponto de vista técnico, econômico e fitossanitário.
A recepção dos grãos é um aspecto importante, pois, é quando se pode observar
a qualidade inicial dos grãos, provenientes da lavoura para o pré-processamento e
posterior armazenamento (FONSECA, 2000).
Não é prática rotineira a utilização de análises fitopatológicas para a
identificação dos patógenos de campo e de armazenamento (GASGA, 1997). Com o
conhecimento desses patógenos, várias fontes possíveis de contaminação da massa de
grãos no processo de armazenamento como, por exemplo, a contra-prova da operação
de classificação de grãos de algumas unidades armazenadoras, poderiam ser
controladas, evitando-se, ainda, um gasto desnecessário de energia com transilagem e
aeração, dentre outros. O processo de armazenamento não melhora a qualidade dos
2
grãos, mas a adoção de um manejo correto, possibilitará a conservação da qualidade
inicial dos grãos. É nesta operação que acontece a classificação dos grãos, que consiste,
basicamente, na determinação do teor de água e de impurezas (BRASIL, 1992).
Um problema técnico na determinação do teor de água é a utilização incorreta do
medidor de água Universal nas unidades armazenadoras. De acordo com Bakker-
Arkema et al. (1992), a faixa de utilização deste medidor abrange teores de água entre
11 a 16% b.u., pois, é nesta faixa que ocorre uma relação linear entre a resistividade
elétrica e o teor de água. Vale lembrar, que no começo da safra, os grãos podem chegar
na unidade armazenadora com teor de água acima de 20% b.u.. E ainda, como o
funcionamento do aparelho envolve operação manual, está susceptível a erros humanos,
o que pode resultar em prejuízos para os agricultores ou a unidade armazenadora.
Na seqüência das operações de um sistema convencional de armazenamento,
está a operação de pré-limpeza. Esta operação é bem executada, quando as máquinas
estão bem reguladas quanto à vazão de ar e diâmetro de furos das peneiras utilizadas.
Basicamente, estes são os dois aspectos a serem observados na operação de pré-limpeza.
Na produção de grãos, a secagem, no caso específico do milho, pode representar
até 50% do consumo total de energia (LOPES, R., 2002). Nesta operação, que envolve a
utilização de uma fonte de calor, de transportadores, ventiladores e secadores, há
utilização de energia térmica, mecânica e elétrica, simultaneamente.
Um dos problemas da utilização de fornalha a lenha é que aspectos técnicos de
operação não são considerados. Outros aspectos relacionados à sua construção devem
ser observados e corrigidos para obtenção de maior eficiência térmica, tais como a
automação para controle da qualidade da combustão, envolvendo o controle de
temperatura, de emissões de poluentes no ar e relação ótima de combustível e
comburente, além da carga automática de combustível (LOPES, R., 2002).
A utilização de fornalhas sem o controle da temperatura de chama, da abertura
correta das entradas de ar primário, da utilização correta do ciclone, da padronização do
tamanho e do teor de água da lenha e vazão de ar do ventilador, resulta em: (i) não há
queima total dos componentes voláteis da lenha e, consequentemente, ocorre emissão de
gases nocivos ao meio ambiente, provenientes da combustão incompleta; (ii) ocorre
maior consumo de lenha por tonelada de grão seco; e (iii) há aumento na demanda de
mão-de-obra (LOPES et al., 2000).
Nas unidades armazenadoras de grãos, no Brasil, o secador mais utilizado é o de
torre de fluxos mistos. Nestes secadores, vários fatores devem ser observados, a fim de
3
maximizar a eficiência da secagem, mantendo a qualidade dos grãos, tais como: (i) teor
de água inicial dos grãos; (ii) temperatura e umidade relativa do ar ambiente;
(iii) temperaturas na câmara de secagem, de resfriamento e exaustão; (iv) temperatura
dos grãos na câmara de repouso; (v) temperatura do ar de secagem; (vi) tempo de
residência do produto; e (vii) quantidade de água removida a cada passagem pela
câmara de secagem (LACERDA FILHO et al., 1994). Por esta razão, há necessidade de
modelar e analisar este secador (LIU et. al., 1997).
A operação de secagem com alta temperatura pode ser conduzida de dois modos:
em lotes e contínua. Em ambos, a abertura ou fechamento de entradas de ar quente ou
frio, a utilização parcial ou total da câmara de secagem do secador e o teor inicial de
água dos grãos influenciarão a eficiência energética e econômica do processo.
Assim como a operação de pré-limpeza, na operação de limpeza, deve-se levar
em consideração o tipo de grão, o teor e a característica da impureza, a vazão de ar e o
número de peneiras utilizadas no processo. A operação de pré-limpeza, quando bem
executada, proporcionará menor gasto na operação de secagem, não secando impurezas
e, ainda, diminuindo o risco de incêndio no secador. A operação de limpeza, entretanto,
possibilitará uma armazenagem mais segura, devido à menor quantidade de impurezas
na massa de grãos.
No sistema de operação dos transportadores, fita transportadora, elevador de
caçambas, transportador helicoidal e transportador de corrente, os seguintes parâmetros
operacionais devem ser observados: (i) capacidade de funcionamento dos
transportadores; (ii) equipamentos de proteção contra falta de energia elétrica;
(iii) equipamentos que monitorem a qualidade da energia elétrica; (iv) critérios para a
definição de uma potência mínima, para justificar a utilização do equipamento;
(v) manejo (manutenção e operação) adequado das partes constituintes dos
transportadores, ou seja, roletes, caçambas, correntes e ventilação dos motores elétricos;
(vi) limpeza e desinfecção dos transportadores; e (vii) limpeza e desinfecção das
tubulações aéreas e amortecedores de grãos, principalmente dos amortecedores de grãos
das linhas de grãos úmidos (SILVA et al., 2000b).
Observa-se que, no dimensionamento tradicional dos transportadores, o enfoque
dado ao uso racional da energia e à qualidade do produto transportado é, tecnicamente,
correto, mas não é otimizado. Portanto, torna-se necessário a proposição de normas para
certificação e dimensionamento de transportadores.
4
A substituição de motores do tipo convencional por outros de alto rendimento,
bem como o aumento do número de horas de funcionamento anual podem apresentar
taxas internas de retorno superiores a 60%, para situações em que o número de horas de
funcionamento anual seja superior a 2000. Esses dados indicam o grande potencial de
viabilidade técnica e econômica da racionalização do uso de energia elétrica, a partir da
adequação de força motriz (CAMPANA, 2000; TEIXEIRA, 2002; LOPES, D., 2002).
Para a adequação de força motriz, é importante que a avaliação do índice de
carregamento e do índice de rendimento do motor seja realizada em condição de carga
efetiva. O índice de rendimento efetivo do motor elétrico pode ser avaliado, por meio de
medição da corrente elétrica do estator. A determinação do índice de rendimento por
meio da medição da corrente elétrica é a mais utilizada, em razão de ser um método
mais simples. De posse dos dados da corrente elétrica do motor, trabalhando com a
carga efetiva, bem como de seus dados de placa, determina-se o índice de carregamento
(IC) por meio da curva característica de rendimento (WEG, 2000). Na determinação do
índice de rendimento de motores elétricos, deve-se levar em consideração o
desbalanceamento de tensões e o nível de tensão, o índice de distorção harmônica
(IDH), número de vezes que o motor foi rebobinado, pois, estes parâmetros têm grande
influência no índice de rendimento dos motores elétricos (ELETROBRÁS, 1998).
Outros fatores a serem considerados são: (i) torques requisitados na partida; (ii) número
de partidas por hora; (iii) caracterização do ambiente de trabalho; e (iv) tipo de proteção
da carcaça do motor.
As principais opções para adequação do uso de força motriz são substituições de
motores elétricos do tipo convencional ou padrão em funcionamento, a saber: (i) motor
tipo padrão (PD), em uso, por motor novo de mesma potência de alto rendimento (AR);
(ii) motor tipo padrão (PD), em uso, por motor novo de alto rendimento adequado à
condição de carga (ARA); (iii) motor tipo padrão (PD), em uso, por motor tipo padrão
adequado à condição de carga (PDA), em uso; e (iv) motor tipo padrão (PD) em uso,
por motor novo de alto rendimento adequado à condição de carga, com o número de
horas de funcionamento anual maximizado (ARA/h). Para cada situação, deve ser
analisado os seguintes dados de entrada da análise econômica: número de horas de
funcionamento anual, vida útil, taxa de juros, taxa de inflação no horizonte de
planejamento, tarifa de energia elétrica, consumo e demanda, dentre outros
(TEIXEIRA, 2002).
5
Devido à entrada conjunta da iluminação pública e dos chuveiros do sistema
residencial, a curva de carga típica do sistema elétrico brasileiro apresenta a maior
demanda de energia elétrica no horário compreendido entre 17 e 22 h. Com o objetivo
de adequar a oferta de energia à solicitação de carga do sistema elétrico, foi concebida a
estrutura tarifária horo-sazonal (tarifas azul e verde) de modo a compreender a
sistemática de aplicação de tarifas a preços diferenciados, de acordo com o horário do
dia (ponta e fora de ponta) e períodos do ano (úmido e seco). Esta estrutura tarifária
tem, como objetivo, a prorrogação da necessidade de melhorar a infra-estrutura do
sistema elétrico nacional que é formado por, aproximadamente, 96% por recursos
hídricos (CEMIG, 1998).
O sistema tarifário em vigor no Brasil, aplicável a consumidores do grupo A,
pode ser classificado em convencional e horo-sazonal. Os consumidores de energia
elétrica, que se enquadram no sistema convencional de tarifas, podem ser taxados pelo
consumo e demanda de energia elétrica.
A tarifa no horário de ponta é, aproximadamente, 200% mais cara que a tarifa no
horário fora de ponta para demanda e cerca de 130% mais cara para o consumo na tarifa
azul. A tarifa verde, no horário de ponta, sofre o referido acréscimo, apenas, para o
consumo de energia elétrica e não para demanda (CEMIG, 1998). Denomina-se
“demanda de ultrapassagem” à demanda de energia utilizada em excesso à demanda
contratada. As concessionárias de energia elétrica taxam a tarifa de ultrapassagem em
300% do valor da tarifa do respectivo horário.
Os sistemas elétricos industriais possuem diversas cargas indutivas, como
motores e outros equipamentos, que dependem de fluxo magnético alternado para sua
operação. O acúmulo de cargas indutivas faz com que o fator de potência da instalação
seja baixo. Sendo assim, é necessária a utilização de mecanismos de correção do fator
de potência. Um fator de potência na faixa de 0,92 a 1,00 significa economia de energia
elétrica, porque diminui as perdas e melhora a utilização da capacidade instalada de
transformadores, sistemas de distribuição e geradores de energia elétrica
(CREDER, 1995; CODI, 2000).
De acordo com a legislação vigente, instalações com fator de potência abaixo de
0,92 pagam multa sobre o valor total da conta de energia elétrica, com relação ao valor
do fator de potência atual sem a devida correção. A correção do fator de potência pode
ser feita de várias maneiras (CREDER, 1995; CODI, 2000) como, por exemplo, por
meio de uma escolha correta do equipamento, pois, aqueles equipamentos que
6
trabalham próximo à sua potência nominal possuem melhor fator de potência, ou
conectando um banco de capacitores em paralelo à carga.
Este trabalho foi estruturado em quatro capítulos, sendo eles: (i) avaliação de
unidades armazenadoras de pré-processamento de grãos; (ii) racionalização do uso de
energia elétrica, em unidades armazenadoras; (iii) soluções energéticas aplicadas a
unidades armazenadoras; e (iv) análise crítica da legislação concernente à
comercialização e qualidade de produtos agrícolas no Brasil.
O primeiro capítulo trata da avaliação de unidades armazenadoras de pré-
processamento de grãos, envolvendo estudos de transportadores, máquinas de limpeza e
pré-limpeza, secadores de grãos, fornalhas, ventiladores, custos e testes de secagem.
O segundo capítulo é sobre racionalização do uso de energia elétrica, em
unidades armazenadoras. Estudou-se os motores elétricos, considerando-se, tipos
diferentes, operação e características técnicas, tarifas de energia elétrica, adequação
tarifária, qualidade da energia da concessionária de energia elétrica e outros.
O terceiro capítulo trata de soluções energéticas aplicadas a unidades
armazenadoras. Este estudo consistiu em soluções energéticas, tais como, a cogeração e
geração distribuída em unidades armazenadoras, com o objetivo de agregar preço e
diversificar os produtos vendidos pelas unidades armazenadoras.
O último capítulo mostra a análise crítica da legislação concernente à
comercialização e qualidade de produtos agrícolas no Brasil. Foi feita uma crítica a essa
legislação, porque, no momento da fixação das regras para impor limites na quantidade
de impurezas nos grãos, grãos não classificáveis, equipamentos para determinação do
teor de água e outros, a legislação não considerou critérios de racionalização do uso de
energia e conservação de fontes de energia.
Desta forma, as possíveis contribuições científicas deste trabalho foram:
(i) introdução de conceitos de racionalização do uso de energia em unidades
armazenadoras de grãos a granel; (ii) simulação de estudos de cogeração e geração
distribuída para unidades armazenadoras, que utilizam lenha para queima em fornalhas;
(iii) realização de avaliação energética e de custos em unidades armazenadoras de
produtos a granel, considerando-se as condições de trabalho diária; e (iv) proposição de
alteração na legislação de comercialização de grãos no Brasil. Estes estudos visaram
melhorar a qualidade do produto destinado a alimentação humana da sociedade
brasileira, a remuneração dos empresários envolvidos na cadeia de pré-processamento
de grãos e as relações de compra e venda destes produtos no mercado.
7
1.1. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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8
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WEG. Catálogo eletrônico de produtos. (http://www.weg.com.br) Jaraguá do Sul, SC.
Data da consulta: 2000.
9
Capítulo 2. AVALIAÇÃO ENERGÉTICA E DE CUSTO EM
UNIDADES ARMAZENADORAS DE PRÉ-
PROCESSAMENTO DE GRÃOS
RESUMO
O insumo energia representa cerca de 50% das despesas, no processo de
secagem, nas unidades armazenadoras. Devido à escassez de recursos naturais e os
constantes aumentos das tarifas públicas ou produtos a elas vinculados, tais como a
energia elétrica, gás, água, lenha e as variações de preço do petróleo em nível mundial,
fazem com que o uso racional da energia seja uma forma de elevar a competência
administrativa das unidades armazenadoras, com a possível diminuição do consumo
específico de energia de produtos agrícolas. A avaliação de unidades armazenadoras,
proporciona, então, a visualização da composição dos custos de secagem, para posterior
tomada de decisão no planejamento estratégico para o combate ao desperdício de
energia e no aumento da eficiência do processo de produção. O presente trabalho foi
realizado em duas unidades armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região
de Orlândia (CAROL), Estado de São Paulo, nas cidades de Guaíra e Ituverava. A
capacidade de secagem destas unidades corresponde a 140 e 120 t h
-1
, respectivamente.
O estudo abrangeu: (i) as linhas de fluxo das unidades armazenadoras; (ii) a importância
da separação das linhas de fluxos de grãos nas moegas de recepção; e (iii) o processo de
secagem de milho em dois secadores do tipo torre de fluxos mistos de 60 t h
-1
,
considerando-se a secagem em lotes. Foram monitorados a cada 30 minutos, no
máximo, durante o processo de secagem: (a) temperatura na câmara de secagem,
10
resfriamento e exaustão; (b) temperatura do grão e ar na câmara de secagem; (c)
temperatura e umidade do ar ambiente; (d) teor inicial e final de água do produto com
determinadores de teor de água pelo método direto (Edabo) e indireto (Motonco e
Universal); (e) temperatura de chama da fornalha; (f) vazão de ar; (g) tempo de
secagem; (h) consumo de lenha na secagem de um lote; e (iv) avaliação do custo de
secagem. Conclui-se que, em ambas as unidades armazenadoras, vários pontos
estudados, como: (i) linhas de fluxo de produtos; (ii) separação das linhas de fluxo de
produtos; (iii) comparação da temperatura dos grãos medida na câmara de secagem e os
valores recomendados pela literatura técnica; e (iv) custo de secagem considerando o
reaproveitamento do ar de exaustão no processo de secagem e não considerando a opção
de reaproveitamento do ar de exaustão no processo de secagem, mostraram-se passíveis
de melhorias técnicas, que depois de implementadas, representarão uma redução de
custos substanciais para as unidades armazenadora em estudo.
PALAVRAS-CHAVE: racionalização do uso de energia, secador tipo torre de fluxos
mistos, transportadores de grãos e motores elétricos.
11
2.1. INTRODUÇÃO
Nas unidades armazenadoras, com silos graneleiros, a operação de recepção e
amostragem de grãos pode ser feita de vários modos. Normalmente, o produto
proveniente da fazenda pode ser amostrado no caminhão por meio de caladores ou
amostradores manuais, mecânicos, baldes e outros. De posse desta amostra, procede-se
à classificação e determinação do teor de água do produto. O teor de água servirá para
indicar em qual moega o produto deverá ser descarregado. Este é um ponto muito
importante no processo de secagem, porque a divisão de linhas de fluxo seca
(< 15% b.u.) e úmida (≥ 15% b.u.) garante uma maior homogeneidade da massa de grão
na entrada do secador. Isto é fundamental para a diminuição de gastos com
combustíveis no processo de secagem e desgaste de equipamentos, do tempo de
secagem, da uniformidade dos grãos secados, que saem do secador e são destinados ao
armazenamento, da migração de umidade mais uniforme e diminuição dos gastos com a
operação de aeração. Estes fatores influenciam no sentido de manter a qualidade do
produto durante as etapas de pré-processamento.
Na operação de unidades armazenadoras é imprescindível que o manejo do
sistema de transporte e limpeza, seja adequado, pois, a falta de limpeza ou a limpeza
inadequada pode ocasionar a contaminação da massa de grãos.
São fatores importantes na operação de limpeza: o tipo de grão, o teor e a
característica da impureza, a vazão de ar e o número de peneiras nas máquinas. A
operação de pré-limpeza, quando bem executada, pode proporcionar um menor gasto
financeiro na operação de secagem, devido à remoção anterior das impurezas, além da
12
redução do risco de incêndio no secador. A operação de limpeza possibilitará também
uma armazenagem mais segura, devido a menor quantidade de impurezas na massa de
grãos armazenados. Em ambas operações, se as máquinas não forem desinfetadas e
limpas diariamente, poderá ocorrer contaminação de toda a massa de grãos.
Dependendo da intensidade desta contaminação, a massa de grãos poderá tornar-se
imprópria para consumo humano e perderá, substancialmente, seu valor nutricional e
comercial.
Na operação dos transportadores, tais como a fita transportadora, elevador de
caçambas, transportador helicoidal e transportador de corrente, alguns parâmetros
devem ser observados: (i) capacidade de funcionamento dos transportadores; (ii)
equipamentos de proteção contra falta de energia elétrica e de monitoramento da
qualidade da energia elétrica; (iii) critérios para a definição de uma potência mínima a
fim de justificar a utilização do equipamento; (iv) manejo (manutenção e operação)
adequado das partes constituintes dos transportadores, roletes, caçambas, correntes e
sistema de ventilação dos motores elétricos; e (v) limpeza e desinfecção dos
transportadores, e das tubulações aéreas e amortecedores de grãos, principalmente
aqueles das linhas de grãos úmidos que, com o acúmulo de grãos no amortecedor,
podem apodrecer com o passar do tempo, devido ao elevado teor de água.
13
2.2. REVISÃO DE LITERATURA
2.2.1. Conceitos e características de unidades armazenadoras
No Brasil as unidades armazenadoras podem ser caracterizadas de acordo com
sua função em: nível de fazenda, coletora, intermediária ou terminal.
As unidades em nível de fazenda devem ser projetadas para trabalhar com grãos
úmidos e sujos, bem como possuir capacidade de movimentação de grãos, secagem e
armazenagem para suprir a produção da propriedade.
As unidades coletoras são aquelas projetadas para processar grãos úmidos e
sujos, ou secos e sujos e, ou limpos, possuindo uma alta capacidade de movimentação
de grãos, de secagem e armazenagem, suprindo a recepção de grãos em uma área de
raio igual a 100 km da unidade.
As unidades armazenadoras intermediárias devem ser projetadas para trabalhar
com produto seco e limpo. Possuem baixa capacidade de secagem, alta capacidade de
movimentação de grãos e alta capacidade estática de armazenagem, tendo, como área de
atuação, um raio de 600 km das unidades coletoras.
As unidades terminais podem ser portuárias ou industriais e devem ser
dimensionadas para receber produto seco. Possuem baixa capacidade de secagem, alta
capacidade de movimentação de grãos e média capacidade estática de armazenagem e
encontram-se próximos aos centros consumidores.
14
2.2.2. Operações unitárias em pré-processamento de grãos
As operações unitárias em pré-processamento compreendem as etapas de
recebimento, pré-limpeza, transporte, sistemas de secagem, limpeza, armazenagem e
expedição, avaliação do sistema de secagem e qualidade dos grãos.
Recebimento
A operação de recebimento nas unidades armazenadoras, normalmente, é
constituída pelas etapas de amostragem, medição do teor de água, impurezas,
classificação do produto, pesagem e descarga dos grãos.
Amostragem e análises laboratoriais
A avaliação e a apresentação de um laudo sobre uma análise laboratorial da
qualidade de grãos baseia-se nas seguintes atividades: (i) retirada representativa do lote
a ser analisado; (ii) metodologia laboratorial apropriada ou segundo padrões oficiais,
apresentação e interpretação de resultados, quando for o caso; e (iii) preparação da
amostra para análise. Os equipamentos recomendados são os caladores mecânicos e
amostradores pneumáticos.
Geralmente, a comercialização de grãos é feita de três maneiras distintas,
segundo os sistemas de transportes e embalagens, devido a isto, deve-se estabelecer o
método de retirada de amostras.
No caso da amostragem de cargas em sacaria, é recomendável que as amostras
sejam ao acaso de, pelo menos, 10% dos sacos de um lote, sendo que de cada saco
deverá ser retirados no mínimo, 30 gramas de produto. Caso o número de sacos seja
inferior a 20, todos os sacos deveram ser amostrados.
Na amostragem de cargas a granel em vagões e caminhões, entretanto,
dependendo do tamanho, deve-se retirar, aleatoriamente, no mínimo cinco amostras em
diferentes pontos, podendo ser retiradas duas em cada extremidade e uma no centro,
utilizando-se um coletor de amostras próprio para o material a granel, caladores, por
exemplo.
Para formação da amostra, necessita-se utilizar um divisor e homogeneizador de
amostras. Em seguida, é feita a amostragem simples, e a partir das amostras simples são
feitas as amostras compostas. Após a homogeneização das amostras compostas é
retirada a amostra simples de trabalho (SILVA et al., 2000a).
15
Medição do teor de água
Segundo Silva (2000), existem dois grupos de métodos para determinação do
teor de água em produtos agrícolas: os diretos - estufa, destilação, evaporação e
radiação infravermelha e indiretos – resistência elétrica e capacitância. Os métodos
indiretos requerem calibração, por meio de um método-padrão de estufa ou outro direto.
Nos métodos diretos, a massa de água a ser extraída do produto é relacionada à
sua matéria seca para obtenção da umidade em base seca, ou à massa total do produto
para obtenção da umidade em base úmida. Usualmente, são utilizados em análises de
laboratório e controle de qualidade.
Em todos os métodos diretos, há procedimentos como a massa da amostra,
temperatura dos grãos, e o tempo de residência do produto no equipamento, que deverão
ser seguidos para determinação do teor de água.
Mesmo nos métodos diretos existem algumas fontes de erro devido a:
(i) secagem incompleta dos grãos; (ii) oxidação do material; (iii) problemas nos
equipamentos de medição; (iv) erros de amostragem; (v) erros de pesagem; e (vi) erros
de observação.
Nos métodos indiretos, as propriedades físicas dos grãos são correlacionadas
com variáveis elétricas para determinação do teor de água. Em razão da rapidez na
determinação do teor de água, esses determinadores são utilizados no controle da
secagem, armazenagem e em transações comerciais. O teor de água é fornecido em base
úmida, relação entre a massa de água e a massa total de produto.
Os principais métodos indiretos de determinação são o da resistência elétrica e o
dielétrico. Para determinação do teor de água, deve-se observar todas as correções,
recomendações e calibrações exigidas pelo fabricante do equipamento.
Para erros sistemáticos ≥ a 0,5 ponto percentual, recomenda-se a aferição e
calibração desses determinadores de teor de água.
Umidade de equilíbrio
A umidade de equilíbrio está ligada ao processo de secagem e armazenagem de
produtos agrícolas, fornecendo informações sobre o ganho ou perda de água do produto
nestes processos, em função das condições de temperatura e umidade relativa do ar.
Quando a razão da perda de água do produto para o ambiente é igual à razão do ganho
de água, o produto está em equilíbrio com o ar ambiente. O teor de água do produto,
quando em equilíbrio com o ambiente, é denominado como umidade de equilíbrio ou
16
equilíbrio higroscópico. Esta umidade é aquela observada, após os grãos serem
expostos, durante período de tempo prolongado, a uma determinada condição
ambiental. A umidade de equilíbrio dos grãos é dependente da temperatura e umidade
relativa do ar, das condições físicas dos grãos e da direção à qual ocorre a transferência
de massa entre os grãos e o ambiente.
A relação entre teor de água de um produto e a correspondente umidade de
equilíbrio, para uma determinada temperatura, pode ser representada por isotermas de
equilíbrio. Devido ao fenômeno de histerese, os valores do teor de água de equilíbrio
são diferentes, quando ganham ou perdem água. A velocidade de dessorção de água do
produto é muito mais rápida do que a adsorção de água do produto, provocando, assim,
a histerese entre a curva de secagem e o reumedecimento do produto.
As isotermas de equilíbrio podem ser dadas pela equação
n
)
e
(U32))T(1,8(-c
eUR-1
+
= (2.1)
em que
UR = umidade relativa do ar, decimal;
e = base do logaritmo neperiano, 2,718, decimal;
T = temperatura absoluta, ºC;
U
e
= umidade de equilíbrio, decimal, b.s.; e
c, n = constantes dependentes do material.
As constantes c e n são apresentadas no Quadro 2.1.
Quadro 2.1. Constantes das isotermas de equilíbrio para alguns produtos
Produto c n
Milho 1,98 x 10
-5
1,90
Sorgo 6,12 x 10
-6
2,31
Soja 5,76 x 10
-5
1,52
Trigo 10,06 x 10
-7
3,03
Os valores da umidade de equilíbrio, para milho e soja, podem ser estimados por
meio das equações 2.2 e 2.3; 2.4 e 2.5, respectivamente.
)32+T8,1(ln
UR4776,7
=U
4584,0
e
, para 0 < UR≤ 52% (2.2)
)32+T8,1(ln
)UR0146,0exp(2198,21
=U
e
, para 52 < UR< 100% (2.3)
17
)32+T8,1(ln
UR96,3
=U
492,0
e
, para 0 < UR≤ 55% (2.4)
)32+T8,1(ln
)UR0274,0(exp21,6
=U
e
, para 55 < UR< 100% (2.5)
em que
U
e
= umidade de equilíbrio do produto, % b.u.;
UR = umidade relativa do ar, % ; e
T = temperatura do grão, ºC.
Pesagem da massa de grãos em unidades armazenadoras
A pesagem da massa de grãos em unidades armazenadoras é feita em balanças
rodoviárias e, ou ferroviárias. São registradas informações da tara do veículo, peso total,
peso líquido, identificação do veículo, nome do proprietário da carga, produto
transportado, horário de entrada e saída do veículo. Nessas balanças, é possível
conseguir leituras com precisão de 1 kg para uma carga máxima de até 50 toneladas ou
mais.
Descarga de produtos agrícolas em unidades armazenadoras
A descarga de grãos nas unidades armazenadoras pode ser feita por meio das
bicas de saídas na caçamba do caminhão ou por tombadores de caçambas de caminhões,
sendo que, em ambas as operações, a massa de grãos é retirada dos caminhões por
gravidade.
2.2.3. Pré-limpeza
Segundo Weber (1995), devido ao fato de as máquinas colhedoras não
separarem com eficiência as impurezas dos grãos colhidos no campo, é necessário que
se utilizem máquinas estáticas nas unidades armazenadoras. A operação de pré-limpeza
da massa de grãos é importante devido à redução da massa de impurezas. Esta redução
do teor de impurezas está relacionada a: (i) aumento da capacidade de secagem de
secadores e transportadores de grãos; (ii) retirada de materiais estranhos da massa de
grãos, antes da entrada no secador; e (iii) diminuição do risco de incêndio em secadores.
As máquinas de pré-limpeza são aquelas que, normalmente antecedem a
operação de secagem e possuem apenas uma ventilação, bem como uma área e número
18
de peneiras menor em relação à máquina de limpeza, que é normalmente encontrada
após o secador e possui duas ventilações (WEBER, 1995).
A capacidade de limpeza das máquinas está diretamente relacionada ao teor de
água e ao teor de impurezas dos grãos e do tipo de grão. A capacidade nominal das
máquinas é referente à capacidade de limpeza ou pré-limpeza na entrada da máquina. O
princípio de funcionamento das máquinas de separação de impurezas é dado por fluxo
de ar e peneiras. A separação feita por meio de ventilação é baseada na diferença de
massa específica entre a impureza e os grãos; devido a isto, é importante que se trabalhe
com a capacidade nominal das máquinas. A separação feita por peneiras considera a
diferença de dimensões dos produtos em beneficiamento e impurezas. As peneiras
possuem padrões de perfurações diversas para diversos produtos e têm, como função,
limpar, classificar, separar meios grãos, grãos inteiros e impurezas. A Figura 2.1
apresenta um corte longitudinal de uma máquina de pré-limpeza, explicitando assim,
seus componentes.
Figura 2.1. Corte longitudinal de uma máquina de pré-limpeza.
19
De acordo com a Figura 2.1, os componentes de uma máquina de limpeza são:
(1) motor do ventilador; (2) ventilador exaustor; (3) corpo da máquina; (4) entrada do
cereal; (5) canal de entrada; (6) registro de distribuição de grãos; (7) canal de aspiração
do ar; (8) válvula de ar; (9) câmara gravitacional; (10) registro de palhetas; (11) calha de
impurezas; (12) caixa de peneiras; (13) peneiras; (14) molas; (15) estrutura;
(16) acionamento; (17) eixo; (18) mancais; (19) excêntrico; (20) contrapeso; (21) bielas;
(22) calha de descarga de impurezas graúdas retiradas pela primeira peneira; (23) calha
de descarga de grãos limpos; (24) funil de descarga de grãos; (25) calha de descarga de
impurezas finas, que passaram através das duas peneiras; (26) calha de coleta e banco
de ensaque de impurezas; e (27) pilares de concreto – sustentação.
A capacidade de limpeza ou pré-limpeza de uma máquina está relacionada aos
seguintes fatores: (a) sistema de ventilação da máquina; (b) área total de peneiras, que
representa a soma dos furos das peneiras; (c) velocidade do movimento da caixa de
peneiras, em oscilações por minuto. Uma pequena variação no número de oscilações
não representa alteração significativa no desempenho da máquina, como acontece com o
ângulo da peneira; (d) o ângulo de inclinação é um fator decisivo, sendo que qualquer
aumento de poucos graus representa um aumento grande de velocidade da passagem dos
grãos sobre a peneira. Um aumento da inclinação aumenta a capacidade de limpeza,
mas pode prejudicar a qualidade da mesma.
Em relação às máquinas de limpeza, elas são semelhantes à máquina de pré-
limpeza, com a diferença que as máquinas de limpeza fazem um trabalho melhor, por
haver aspiração dupla e um maior número de jogos de peneiras. A bitola do último jogo
de peneiras aproxima-se das dimensões dos grãos, proporcionando uma limpeza de
melhor qualidade. A máquina de limpeza retira impurezas da massa de grãos tais como
cascas, terra, pó do próprio produto e sementes de ervas silvestres e, ou daninhas.
2.2.4. Transportadores de grãos
Os transportadores movimentam material a granel, pulverulento e em sacaria,
tanto na posição horizontal quanto vertical e em planos inclinados. Dentre os diversos
usos dos transportadores, pode-se citar a retirada de produto das moegas, alimentação de
silos armazenadores e pulmão, máquinas de limpeza e pré-limpeza e descarga de silos.
O conhecimento sobre as características dos transportadores torna-se de suma
importância, pois, possibilita determinar o equipamento mais indicado para cada
situação.
20
Segundo KEPLER (1975), a perfeita escolha de transportadores está
condicionada a fatores, tais como a capacidade dos transportadores, a forma do produto
a ser transportado, a friabilidade e a massa específica do produto, o tamanho do
material, o plano de transporte (horizontal, inclinado ou vertical), as condições de
trabalho (temperatura e umidade relativa), a distância a ser coberta pelo transportador, o
espaço disponível para o transportador e a configuração do terreno.
Segundo Calibras (2005), os principais tipos de transportadores são: (i) elevadores
de caçambas; (ii) transportadores de corrente; (iii) transportadores helicoidais; e (iv) fitas
transportadoras.
Elevadores de caçambas
A capacidade de transporte de um elevador de caçambas é função da velocidade
da correia e das dimensões e espaçamento entre as caçambas. Embora o enchimento das
caçambas normalmente ocorra pelo lado da subida da correia, em algumas situações
específicas, poderá ocorrer pela perna de descida da correia, o que não é recomendável,
pois, neste caso, há uma demanda de potência maior e um maior desgaste das caçambas
e correia. O sistema de captação de pó é necessário a um elevador de caçambas, sendo
sua instalação recomendada por razões de segurança, especialmente, para materiais
pulverulentos.
Transportadores de corrente
São muito utilizados, mas, segundo alguns autores, estes transportadores de
corrente são os que mais danificam produtos agrícolas durante a operação.
Em geral, funcionam em baixa velocidade, de tal forma que a corrente arrasta o
produto e mantém a limpeza do fundo da caixa do transportador. Basicamente, um
transportador de corrente move-se em uma superfície, arrastando o material.
Quanto ao número, as correntes são classificadas em: (i) corrente simples; e (ii)
corrente dupla.
As principais características do transportador de corrente são: (i) normalmente é
ruidoso, principalmente em comparação com o transportador de correia; (ii) tem baixa
eficiência mecânica; (iii) possibilita o transporte de materiais diversos; (iv) trabalha em
baixa velocidade, conseqüentemente a capacidade de transporte é baixa,
comparativamente às fitas transportadoras; (v) permite a carga e descarga em diversos
pontos, ao longo do transportador, por meio de escovas ou aberturas na superfície
21
rígida; e (v) permite operar com inclinação maior que aquela dos transportadores de
correia, porém, ainda limitada a 40º, aproximadamente.
Transportador helicoidal
Os transportadores helicoidais também denominados de rosca sem fim, são
indicados para movimentação dos mais variados tipos de materiais, tais como grãos,
farelos e outros tipos de matérias-primas.
Devido à sua durabilidade, resistência e praticidade, os transportadores
helicoidais são uma das opções de transporte de grãos mais adotadas.
Confeccionado normalmente em módulos, este tipo de transportador apresenta
grande flexibilidade quanto ao posicionamento de bocas de descarga e de pontos de
abastecimento.
Os transportadores helicoidais funcionam com velocidades entre 200 e 800 rpm
e são indicados para produtos leves e menos susceptíveis à quebra.
Fita transportadora
As fitas ou correias transportadoras têm ampla utilização no transporte de
minérios e cereais.
As principais vantagens deste sistema são: (a) menor dano ao produto
transportado a longas distâncias; (b) adaptabilidade ao perfil de transporte de produtos
agrícolas; (c) grande capacidade de transporte; (d) aceita grande variedade de materiais
granulados; (e) movimento silencioso e suave; (f) exige pouca manutenção;
(g) descarrega em qualquer ponto da trajetória; (h) pode trabalhar nos dois sentidos; e
(i) pode ser usado nos dois ramais, simultaneamente.
Os transportadores de fitas são constituídos de calha de carga, roletes superiores
nos perfis em “V”, carro de carga ou alimentadora, descarregador de percurso, também
chamado de “tripper”, acionamento, rolo-mestre, sistema de tensores automáticos,
roletes inferiores, rolos inferiores no perfil plano, correia, estrutura e guias laterais da
correia.
O sistema de tensionamento das correias pode ser constituído de parafusos na
extremidade, tensor horizontal de carro e contrapeso e tensor vertical de contrapeso. O
posicionamento de serviço pode ser horizontal, ou com inclinação máxima de 20°.
Os ramais do transportador dividem-se em superior e inferior. No ramal
superior, a estrutura pode ser plana ou em "V", com 2 rolos, 3 rolos ou mais de 3 rolos,
22
por metro. No ramal inferior, a estrutura pode ser plana ou em "V", com 2 rolos ou
3 rolos por metro. A correia deve ter flexibilidade, bem como absorver e resistir a
tensões e à corrosão (KEPLER, 1975).
Para melhor funcionamento do sistema, alguns cuidados devem ser adotados:
(i) as inclinações dos roletes, devem variar entre 5 e 10º; (ii) o espaçamento entre roletes
é função da massa específica do material, da carga por unidade de comprimento e da
catenária permitida; (iii) a catenária permitida entre roletes é, normalmente, de 2 a 3 %;
(iv) para produtos agrícolas, em geral, o espaçamento entre roletes é de 1 a 1,6 m, no
ramo de carga, e de 3 m no ramo de retorno; (v) a inclinação do transportador é função
do tamanho, forma e fluidez das partículas e ângulo de repouso. Para partículas com
características semelhantes àquelas dos grãos agrícolas secos e limpos, esta inclinação
varia até o máximo de 20º; (vi) a velocidade de deslocamento da fita depende das
características do material, da largura da fita e do ângulo de inclinação do transportador.
Normalmente, as fitas com largura entre 0,4 e 1,5 m, transportando farelos e grãos,
podem trabalhar com velocidade máxima de 90 e 240 m min
-1
, respectivamente; e (vii)
a largura da fita pode ser dimensionada, em função do ângulo de sobrecarga, volume
transportado na unidade de tempo, área da seção transversal e velocidade máxima
admissível (LACERDA FILHO et al., 1994).
O Quadro 2.2 mostra a classificação e aplicabilidade dos transportadores
contínuos mais utilizados durante o pré-processamento de grãos (KEPLER, 1975).
Quadro 2.2. Classificação e aplicabilidade dos transportadores
Grãos Capacidade Distância Custo
Plano de
transporte
Espaço
disponível
Poluição Potência
Transportador
Comercial
Sementes
Sacos
Alta
Média
Baixa
Alta
Média
Curta
Alto
Médio
Baixo
Horizontal
Inclinado
Vertical
Grande
Médio
Pequeno
Alta
Média
Baixa
Alta
Média
Baixa
Correia x x x x x x x x x x x x x x x x
De corrente,
tipo redler
x x x x x x x x x x x x x
Transportador
helicoidal
x x x x x x x x x x x x
Elevador de
caçambas
x x x x x x x x x x x x x
Fonte: (KEPLER, 1975; com adaptações).
De acordo com o Quadro 2.2 pode-se verificar a aplicabilidade e o desempenho
para cada um dos transportadores, quanto ao tipo de grão, capacidade de transporte,
23
distância de transporte, custo, plano de transporte, espaço disponível para instalação do
equipamento, emissão de poluentes e potência demandada, para tomada de decisão no
momento da aquisição de transportadores de produtos agrícolas.
Observou-se que, no dimensionamento desses equipamentos, existem algumas
constantes representando valores para ajuste das equações. A obtenção matemática dos
valores dessas constantes é importante, para que haja a verificação da existência ou não
de coeficientes de segurança embutidos nessas equações, evitando-se, assim, o
superdimensionando da motorização desses equipamentos.
2.2.5. Sistemas de secagem
A secagem é um processo simultâneo de transferência de calor e massa entre o
produto e o ar. É uma das etapas de pré-processamento dos produtos agrícolas, cuja
finalidade é retirar parte da água neles contida (SILVA et al., 2000).
A importância da secagem é devido a: (i) antecipação do período de colheita e
novo plantio no mesmo terreno; (ii) minimização das perdas de campo;
(iii) armazenagem por períodos prolongados, com menor risco de deterioração do
produto; (iv) possibilidade de manter o poder germinativo do produto, durante longo
período de tempo; (v) preservação da qualidade de uma extensa gama de produtos
agrícolas a custos viáveis economicamente; e (vi) impedimento do desenvolvimento de
microrganismos e insetos.
Durante a secagem, a água do produto é retirada pela movimentação da água,
decorrente de uma diferença de pressão de vapor de água entre a superfície do produto a
ser secado e o ar que o envolve. A condição para que o produto seja submetido ao
processo de secagem é que a pressão de vapor sobre a superfície do produto (P
g
) seja
maior que a pressão de vapor de água no ar de secagem (P
ar
). Desta forma, se
(i) P
g
> P
ar
então ocorrerá a secagem do produto; (ii) P
g
< P
ar
então ocorrerá o
umedecimento do produto; e (iii) P
g
= P
ar
então ocorrerá o equilíbrio higroscópico.
No processo de secagem, o tempo total para retirada da água de um produto é
influenciado por: (i) temperatura de secagem; (ii) vazão de ar de secagem; (iii) tempo de
residência do produto no secador; e (iv) teor de água inicial e final do produto.
24
Modelos de simulação de secagem
Os modelos de simulação secagem são ferramentas essenciais para o
dimensionamento otimizado de secadores de produtos agrícolas.
O modelo de Hukill foi um dos primeiros a ser empregado em processos de
secagem, em camada espessa. O modelo baseia-se numa equação, que prevê o teor de
água do produto conforme a altura da camada de grãos e o tempo de secagem. O
modelo despreza o calor sensível dos grãos e admite que a temperatura do ar decresce,
exponencialmente, à medida que o ar vai passando pela massa de grãos
(HUKILL, 1974).
O modelo de Thompson e colaboradores foi apresentado em 1968, para
simulação de secagem de milho em secadores contínuos, utilizando como artifício, a
divisão do processo de secagem em vários subprocessos (THOMPSON, 1968).
O modelo de simulação do processo de secagem de Michigan pode ser utilizado
para simular a secagem em secadores do tipo camada fixa, fluxos cruzados, fluxos
concorrentes e fluxos contracorrentes. Ele foi desenvolvido, especificamente, para
simular a secagem de milho, mas pode ser aplicado para outros tipos de grãos. É
composto por balanços de energia e de massa, que são escritos para um volume
diferencial
)dxA( , para uma posição arbitrária da camada de grãos. No
desenvolvimento deste modelo foram utilizadas algumas suposições, a fim de facilitar a
representação do processo real (BAKKER-ARKEMA et al., 1978).
Vários autores têm simulado o mecanismo de escoamento de água no interior de
meios higroscópico-capilar-porosos, tais como grãos de cereais. Têm considerado a
difusão, em seus diferentes aspectos, como sendo o mecanismo básico do processo de
secagem. Normalmente, consideram a força atuante como sendo o gradiente de
concentração de umidade ou o gradiente de pressão de vapor.
Segundo MARTINS (1982), a equação de difusão líquida, ou segunda lei de
Fick pode ser dada pela equação
l
2
l
l
CD
t
C
∇=
∂
∂
(2.6)
em que
C
l
= concentração líquida, kg.m
-3
;
D
l
= coeficiente de difusão líquida, m
2
.s
-1
;
∂t
= tempo, s; e
∇
2
= operador laplaciano.
25
O operador laplaciano pode assumir diferentes valores, conforme a geometria
em estudo.
Quadro 2.3. Operador laplaciano para diferentes geometrias
Tipo Variáveis
2
∇
Linear x
2
2
x∂
∂
Esférica r
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
∂
∂
rr
2
r
2
2
Cilíndrica (axial) r
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
∂
∂
rr
1
r
2
2
Disco
a
r, z
2
2
2
2
z
rr
1
r
∂
∂
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
∂
∂
Banda
b
x, z
2
2
2
2
zx ∂
∂
+
∂
∂
a
r = distância radial, m; z = distância normal
b
x = distância no plano da banda, m; z = distância normal a superfície da banda, m.
Para o caso do gradiente de vapor, a equação de difusão pode ser descrita pela
equação
v
2
v
v
CD
t
P
∇=
∂
∂
(2.7)
em que
P
v
= pressão de vapor, N.m
-2
; e
D
v
= coeficiente de difusão de vapor (permeabilidade), m
2
.s
-1
.
De acordo com o Quadro 2.3, o operador laplaciano em uma análise do tipo
linear considerará, somente, a variável x e o operador terá o valor
2
2
x
∂
∂
. De posse deste
valor, entra-se na Equação 2.6 ou 2.7.
Os coeficientes de difusão, nas equações 2.6 e 2.7, têm sido considerados
constantes. Entretanto, alguns pesquisadores observaram discrepâncias entre os valores
teóricos e experimentais, na fase final do período de secagem de razão decrescente e
concluíram que tais coeficientes não poderiam ser considerados constantes, nessa etapa
da secagem.
26
Outro problema para a solução das equações 2.6 e 2.7 é a suposição que o
sistema tem volume fixo. Os materiais biológicos, especialmente os grãos, apresentam
uma redução de volume proporcional ao volume de água evaporada durante a secagem,
o que contribui para os desvios observados entre os dados experimentais e teóricos.
Várias equações de secagem empírica têm sido propostas para os grãos de
cereais, segundo alguns autores.
As equações empíricas ou semiteóricas, muitas vezes, não representam
precisamente o processo de secagem.
Thompson desenvolveu, para o milho, um modelo de secagem em camada fina,
para o intervalo de temperatura de 59,9 a 148,9 ºC.
Morey e Peart, citados por MARTINS (1982), utilizaram o modelo de
THOMPSON et al., para camada espessa e delgada, respectivamente, na simulação
matemática, visando à otimização de um sistema de secagem de milho com ar natural,
na faixa de temperatura de 2,2 a 21,1 ºC e umidade relativa de 22 a 80%.
Modelagem matemática
THOMPSON et. al. (1968) apresentaram um modelo para simulação de secagem
de milho em secadores contínuos. Esse modelo, considerado semi-empírico, simula o
processo por meio de um conjunto de equações, baseadas nas leis de transferência de
energia e massa, e de uma equação empírica de secagem em camada delgada.
No desenvolvimento do modelo apresentado por THOMPSON et al.
(1968) foi
utilizada, como artifício, a divisão do processo de secagem em vários subprocessos. O
leito de grãos foi considerado como formado de várias camadas de espessura reduzida,
colocadas umas sobre as outras. As variações nas condições do ar e do grão, em cada
camada, foram calculadas com base em pequenos incrementos de tempo.
A Figura 2.2 apresenta um esquema com as variações consideradas na simulação
de secagem de uma camada de espessura reduzida, que compõe um leito de grãos.
Quando o ar passa pela camada fina, durante determinado intervalo de tempo, certa
quantidade de água do produto é evaporada, passando para o ar. Nesse intervalo, a
temperatura do ar diminui, em conseqüência do aumento de temperatura dos grãos e do
resfriamento evaporativo que acompanha a transferência de umidade. A quantidade de
água perdida pelo produto é calculada por meio de uma equação empírica de secagem
em camada delgada. As temperaturas finais do ar e grão, consistentes com o
resfriamento evaporativo, são obtidas por meio de balanços de energia.
27
Camada delgada
de produto
- Ar de exaustão
- Temperatura = T – dT (ºC)
- Razão de mistura = W + dW (kg/kg)
- Ar de secagem
- Temperatura = T (ºC)
- Razão de mistura = W (kg/kg)
- Produto após a secagem
no intervalo de tempo dt
- Teor de umidade = U + dU (b.s.)
- Temperatura = Tg + dTg (ºC)
- Produto antes da secagem
- Teor de umidade = U (b.s.)
- Temperatura = Tg (ºC)
Figura 2.2. Esquema das variações que ocorrem na secagem de uma camada fina de
grãos, durante um intervalo de tempo, dt.
Para desenvolver o modelo, foram feitas as seguintes suposições:
a)
A secagem de uma camada delgada de produto pode ser descrita por uma
equação obtida empiricamente.
No caso específico do milho, THOMPSON
et al. (1968) obtiveram a seguinte
equação
t = A. In (RU) + B. [In (RU)]
2
(2.8)
em que
t = tempo de secagem, em h;
RU = razão de umidade do produto, adimensional; e
A e B = parâmetros que dependem da temperatura do ar.
Os parâmetros A e B da Equação 2.8, obtidos a partir das curvas de secagem de
milho, podem ser calculados por
T088,0706,1A +−= (2.9)
28
)T059,0(
e7,148B
−
=
(2.10)
em que
T = temperatura do ar de secagem, ºC.
b) A temperatura do grão é igual à temperatura do ar que o envolve, após os
balanços de energia, que levam em conta o resfriamento proveniente da
evaporação da água do produto e das temperaturas iniciais do grão e do ar.
c) O teor de umidade de equilíbrio depende da temperatura e da umidade relativa
do ar nas vizinhanças do grão. A equação proposta para ser utilizada no modelo
é a seguinte
5,0
6,45T
UR01,01
ln206,1U
e
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−
−=
(2.11)
em que
UR = umidade relativa do ar de secagem, em %, e
U
e
= teor de umidade de equilíbrio, em decimal, b.s..
d) A entalpia de vaporização da água no grão de milho depende da sua temperatura
e do seu teor de umidade
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+−=
)U25,28(
e35,41)T57,0606(
v
L
(2.12)
em que
L
v
= entalpia de vaporização, kcal/kg de água evaporada.
e) A entalpia específica do milho depende de seu teor de umidade
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
+=
U1
U851,0
35,0cp (2.13)
em que
cp = entalpia específica do milho, em kcal kg
-1
ºC
-1
.
Fluxograma do modelo
O modelo de simulação de secagem apresentado por THOMPSON et. al.
(1968)
determina as variações ocorridas nas condições do ar e dos grãos em uma camada de
29
espessura reduzida, dividindo o processo de secagem em vários subprocessos. Este
procedimento foi utilizado com a finalidade de simplificar a solução do modelo. A
seguir, apresentam-se os passos que devem ser executados para simular a secagem em
uma camada fina:
Passo 1. Cálculo da temperatura de equilíbrio entre ar e grão, considerando somente a
troca de calor sensível.
Para essa determinação, faz-se necessário o seguinte balanço de energia
0,24 T
o
+ W
o
(588 + 0,45. T
o
) + cp R (1 + U) T
go
=
0,24 T
e
+ W
o
(588 + 0,45.T
e
) + cp R (1 + U) T
ge
(2.14)
em que
T
o
= temperatura do ar na entrada da camada fina, em ºC;
W
o
= razão de mistura do ar na entrada da camada fina, em kg kg
-1
;
T
go
= temperatura do grão no instante t, em ºC;
T
e
= temperatura do ar em equilíbrio com grão, em ºC;
T
ge
= temperatura do grão em equilíbrio com o ar, em ºC;
U = teor de umidade do produto no tempo t, decimal, b.s.; e
R = razão entre massa de matéria seca da camada e massa de ar seco que
passa no intervalo dt, em kg kg
-1
.
Admitindo que a temperatura do grão é igual à do ar que o envolve, tem-se:
T
ge
= T
e
(2.15)
A razão entre as massas de matéria seca e de ar seco deve ser determinada no
início da simulação por meio de equação
()
[]
0
U1(60dtQ
dxAveP
R
+
=
(2.16)
em que
U
o
= teor de umidade inicial, decimal, bs;
dx = espessura da camada fina, em m;
dt = incremento de tempo, em h;
P = peso específico do produto no início da secagem, em kg m
-3
;
Q = vazão de ar, m
3
min
-1
,
A = área da seção transversal, em m
2
; e
ve = volume especifico do ar, m
3
kg
-1
.
A temperatura de equilíbrio pode ser então determinada
30
()()
()
[]
U1RcpW45,024,0
go
TU1RcpTW45,024,0
Te
0
0
0
+++
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+++
=
(2.17)
Passo 2 - Cálculo da umidade relativa do ar nas condições de equilíbrio
()
[]
PvsW622,0
WP100
UR
0
0atm
+
=
(2.18)
em que
P
atm
= pressão atmosférica, em mmHg; e
Pvs = pressão de vapor de saturação, à temperatura Te, em mmHg.
A pressão de vapor de saturação pode ser determinada pela equação apresentada
por BROOKER et al.
(1979)
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+−
+
−
=
16,273Teln169,5
16,273Te
6834
594,51
e715,51Pvs
(2.19)
Passo 3 - Cálculo do teor de umidade de equilíbrio
O conteúdo de umidade de equilíbrio, Ue, é calculado determinando a umidade
relativa do ar, UR, antes da secagem e utilizando a temperatura obtida na Equação 2.17.
Assim
()()
()
5,0
e
e
6,45T
UR01,01ln
206,1U
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
−−
= (2.20)
Passo 4 - Cálculo do tempo equivalente
O tempo equivalente é definido como o tempo que o produto deveria ficar
exposto às condições atuais do ar (T
e
,W
o
) para que o teor de umidade fosse reduzido do
valor inicial (U
o
) para o valor atual (U). Para essa determinação, usa-se a equação
empírica de secagem em camada delgada
()
(
)
[
]
2
ooe
RUlnBURlnAt += (2.21)
em que
t
e
= tempo equivalente, em h.
31
()
()
eo
e
o
UU
UU
UR
−
−
=
(2.22)
e
T0088,0706,1A +−= (2.23)
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
=
e
T059,0
e7,148B (2.24)
Os valores de A, B e Ue são funções da temperatura T
e
Passo 5 - Cálculo da nova razão de umidade do produto, RU
f
A razão de umidade do produto, após secagem às condições de ar Te e Wo,
durante um intervalo, Dt, de tempo, é determinada por meio da equação empírica de
secagem em camada delgada
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
++−−
=
B2
5,0
))dt
e
t(B4
2
A(A(
eRU
f
(2.25)
Passo 6 - Cálculo da umidade do produto, Uf, no tempo t + dt
eeoff
U)UU(RUU
+
−= (2.26)
Passo 7 - Cálculo da nova razão de mistura do ar
A razão de mistura do ar consistente com a perda de umidade do produto é
determinada por um balanço de massa
W
f
= Wo + R (U - U
f
) (2.27)
em que
W
f
= razão da mistura do ar de saída da camada fina de grãos, em kg.kg
-1
.
Passo 8 - Cálculo das temperaturas finais do ar e do produto
As temperaturas finais do ar e do produto são determinadas por meio de um
balanço de energia que leva em conta a perda de umidade dos grãos
0,24 T
e
+ W
o
(588+ 0,45 T
e
) + cp R (1 + U) T
ge
+ (W
f
- W
o
) T
ge
=
0,24 T
f
+ W
f
(588 + 0,45 T
f
) + cp R (1 + U) T
gf
+ (W
f
- W
o
) DL (2.28)
32
em que
T
f
= temperatura do ar após a passagem pela camada de grãos, em ºC; e
T
ge
= temperatura do grão após a passagem do ar, em ºC.
(
)
)U25,28(
e
e35,4T57,0606DL
−
−=
(2.29)
Admitindo que a temperatura do grão é igual do ar que o envolve tem-se
Tg
f
= T
f
(2.30)
O primeiro e o segundo termo de cada lado da Equação 21 representam as
entalpias inicial e final do ar. O terceiro termo de cada lado é a energia contida no
produto, nos tempos t e t + dt. O quarto termo do lado esquerdo da igualdade é a
quantidade de energia contida na água que está sendo retirada do produto.
O último termo da equação é a quantidade de energia adicional necessária para
evaporar a água do produto, acima da quantidade necessária para evaporar a água livre.
Explicitando T
f
da Equação 2.30
(
)
[]
[]
)U1(RcpW45,024,0
T)U1(Rcp)TDL588()WW(TW45,024,0
T
f
eeofeo
f
+++
+
+
−
+
−
−
+
=
(2.31)
Passo 9 - Os valores de Tf e Wf são consistentes?
Efetuados todos esses cálculos, é necessário verificar se o resultado obtido é
factível. Em certos casos, pode-se obter resultados em que a umidade relativa do ar,
determinada matematicamente, é superior a 100%. Se isso ocorrer, novos balanços de
massa e de energia deverão ser feitos, simulando a condensação de água no produto.
Nesses novos balanços o ponto de estado T
f
e W
f
, não factível, será corrigido
para o ponto de estado T
f
* e W
f
*.
0,24 T
f
+ W
f
(588 + 0,45 T
f
) + (W
f
* - W
f
) T
f
+ cp R (1 + U) T
f
=
0,24 T
f
* + W
f
* (588 + 0,45. T
f
*) + cp R (1 + U) T
f
* (2.32)
Nessa equação, há duas variáveis a serem determinadas, T
f
* e W
f
*. A outra
condição usada para tornar possível a determinação é que a umidade relativa
determinada matematicamente seja igual a 100%.
33
A quantidade de água condensada no produto faz com que sua umidade passe a
ser U
f
*, sendo
()
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
−=
R
W*W
U*U
ff
ff
(2.33)
Simulação de secagem em camada espessa
Entendida o procedimento para o cálculo das variações ocorridas na secagem de
uma camada fina, para pequenos incrementos de tempo, fica fácil entender a simulação
de secagem em camada espessa.
Para a simulação de secagem de uma camada estacionária, divide-se a massa de
grãos em várias camadas finas e, consecutivamente, calculam-se as variações na
temperatura e umidade do ar, à medida que este vai passando de uma camada para
outra, bem como as variações ocorridas no produto em cada camada, devido a passagem
do ar. A simulação é realizada para pequenos intervalos de tempo, até que o produto
atinja a umidade desejada.
Teoricamente, um secador de fluxos cruzados funciona como se fosse um
secador em leito fixo. O ar de secagem evapora e transporta a umidade do produto para
o meio exterior. A temperatura e a capacidade de carrear água do ar vão diminuindo à
medida que este passa pelas camadas.
Para a simulação de secagem em secadores contínuos de fluxos cruzados,
admite-se que não haja revolvimento da massa de grãos. Assim, a massa de grãos se
apresenta como se fosse formada por camadas infinitamente longas, passando pela
coluna do secador, fluindo o ar em direção perpendicular às camadas do produto.
2.2.6. Secagem contínua
Os grãos ficam constantemente sob a ação do calor, até que seu teor de umidade
atinja o valor desejado. Sendo assim, existe um fluxo constante de grãos no interior do
secador e, simultaneamente, há grãos úmidos entrando, grãos em fase de secagem e
grãos secos e frios sendo descarregados. O tempo de residência é muito importante
neste tipo de secagem.
Esta secagem é indicada para uma grande quantidade de produtos, tendo como
vantagem a redução no tempo total de secagem, porque as operações de carga e
descarga do secador ocorrem simultaneamente com a secagem (SILVA, 2000).
34
2.2.7. Secagem intermitente
O produto passa, mais de uma vez, pelo interior do secador antes de completar a
secagem. Assim, o produto sofre a ação do calor, durante intervalos de tempo,
intercalados por períodos de repouso.
Em geral a quantidade de água retirada, proporcionalmente à secagem contínua,
é maior. O rendimento do secador aumenta, devido à maior migração de água do centro
para a periferia dos grãos pelo fato de os grãos terem descansado entre uma passagem e
outra dentro do secador. No entanto, na secagem contínua os secadores podem ter
câmaras de repouso que se bem dimensionadas, também proporcionarão uma melhoria
na eficiência de secagem. Com esta redistribuição de umidade nos grãos, a secagem é
facilitada e a possibilidade de ocorrência de trincas diminui devido à diminuição das
tensões internas no grão (SILVA, 2000).
2.2.8. Secadores do tipo torre com fluxos mistos
Este é um dos secadores mais utilizados nas unidades armazenadoras do Brasil,
sendo encontrado nas capacidades de 15 a 250 t h
-1
. Tem como desvantagens o alto
custo inicial. Como vantagens, apresenta alta eficiência energética e alta capacidade de
secagem (SILVA, 2000).
Este secador é composto por: (i) base da torre de secagem; (ii) acionamento da
rosca de descarga; (iii) funil de descarga; (iv) mesa de descarga; (v) torre de secagem;
(vi) funil de carga; (vii) elevador de carga e descarga; (viii) difusor de entrada de ar; (ix)
difusor de saída de ar; (x) exaustor; e (xi) fornalha (Figura 2.3) (WEBER, 1995).
As bases da torre de secagem são constituídas por pilares de concreto, que dão
sustentação à mesa de descarga e à torre de secagem.
O acionamento da rosca de descarga pode ser feito por meio de um motor e
contramarcha na descarga mecânica e por motorredutor na descarga pneumática. A
rosca transportadora descarrega o produto do secador, transportando os grãos secos para
o pé do transportador para descarga ou rodízio.
35
Figura 2.3. Secador do tipo torre de fluxos mistos.
O funil de descarga serve para receber o grão da mesa de descarga e o
descarrega na rosca de descarga.
A mesa de descarga regula o fluxo de grãos, possibilitando que seja mais rápido
ou lento; pode ter um sistema mecânico ou pneumático das bandejas ou da eclusa
rotativa.
-
Na descarga mecânica, a velocidade de descida dos grãos pode ser regulada de
duas maneiras: (i) pela amplitude da oscilação das bandejas, com regulação por meio do
excêntrico; e (ii) pela posição mais alta ou baixa das bandejas. Isto pode ser feito por
meio de alavanca própria, sendo que as bandejas na posição menos elevada determinam
maior velocidade de descarga e vice-versa. A limpeza deve ser feita com as bandejas
baixas e inclinadas. Com o secador carregado, a elevação das bandejas poderá ser feita,
se o exaustor estiver funcionando e circulando ar através da torre de secagem e de
resfriamento. Baixar as bandejas sempre será possível, mesmo com o secador carregado
e desligado. Pode-se inclinar as bandejas, a fim de facilitar a limpeza, quando o secador
estiver descarregado. Outra regulagem importante na operação de descarga é a dos
registros sobre as bandejas, com o objetivo de uniformizar a velocidade de descida dos
grãos durante a secagem, em toda a seção do secador, propiciando uma secagem mais
uniforme.
-
Na descarga com a mesa pneumática, o movimento é obtido por meio de um
sistema de ar comprimido e cilindro pneumático controlado por dois atuadores
eletrônicos, que determinam os tempos de abertura e fechamento das bandejas. O tempo
de abertura e fechamento das bandejas determinará o fluxo de grãos a ser descarregado.
Este sistema é composto por: (i) compressor de ar, com depósito de ar comprido;
36
(ii) quadro de comando com os atuadores eletrônicos, válvula reguladora de pressão,
dispositivo de lubrificação, filtro de ar e válvula solenóide de quatro vias; (iii) cilindro
com pistão; e (iv) bandejas de descarga. As duas primeiras filas de dutos sobre a
descarga possuem aberturas nos dois lados e tampas para inspeção, regulagem e
limpeza.
-
A descarga por eclusas rotativas é composta por um motor elétrico, acoplado a
um redutor de velocidade, que pode ser do tipo velocidade fixa ou variável, permitindo
a variação da rotação das eclusas, aumentando ou diminuindo a velocidade de descida
dos grãos. O eixo acionado pelo motor transmite, para as demais eclusas, o movimento
de rotação por meio das rodas dentadas e correntes. Cada eclusa é composta de um tubo,
contendo aletas metálicas que, ao girar, movimentam para fora os grãos que se
encontram junto delas. O sistema de regulagem da velocidade da descarga pode ser feito
por meio da variação das eclusas, ou por meio da utilização de atuadores eletrônicos que
regulam o tempo de abertura e fechamento das bandejas.
A torre de secagem é composta por: (i) torre; (ii) quadros laterais; (iii) calhas ou
dutos de ar; (iv) espelhos; (v) quadros intermediários; (vi) tampas; e (vii) funil de carga.
O difusor de entrada de ar é composto por várias peças, que formam um canal de
ligação entre a fornalha e o corpo do secador. Na parte superior, conduz o ar quente e na
inferior o ar frio. O difusor de saída de ar liga o corpo do secador, o lado da saída do ar
quente, com o exaustor.
O exaustor centrífugo de dupla entrada movimenta tanto o ar quente de secagem
quanto o ar de resfriamento; seus principais componentes são: carcaça, rotor duplo,
mancais, polia do exaustor e do motor, motor elétrico, trilho e esticador de correias.
A torre central é composta por uma série de calhas em V invertida, dispostas em
linhas alternadas paralela ou transversalmente, dentro da estrutura do secador. Neste
tipo de secador, o produto movimenta-se para baixo e entre as calhas, sob ação da
gravidade.
O ar de secagem entra numa linha de calhas e sai nas outras imediatamente
adjacentes, superiores ou inferiores, alternando, então, fluxos de ar em sentido
concorrente, contracorrente e cruzados.
De acordo com Silva (2005), como nem toda energia entregue ao ar de secagem
é utilizada na remoção de água dos grãos, parte do calor é, então, perdida sob a forma de
calor sensível no ar de exaustão, no aquecimento dos grãos, por condução, irradiação e
convecção no corpo do secador para o ambiente. Para determinar as perdas e a
37
eficiência de um secador, é necessário conhecer como se distribui o consumo de energia
no sistema composto pelo secador, grãos e ar. No Quadro 2.4, apresenta-se a
distribuição de consumo de energia em um secador de fluxo cruzado, como exemplo.
Quadro 2.4. Distribuição do consumo específico de energia em um secador de fluxo
cruzado
Consumo
kJ (kg de água
evaporada)
-1
Uso da energia sob forma de calor
% do consumo
total
754 Perdas pelo trocador e na tiragem dos gases 15
100 Perdas no secador 2
301 Perda por aquecimento dos grãos 6
603 Perda pelo ar de exaustão não-saturado 12
754 Perda por calor sensível do ar de exaustão saturado 15
2512 Energia necessária à vaporização da água 50
5024 Consumo total 100
Fonte: (SILVA, 2000)
No Quadro 2.4, observa-se que a redução do consumo específico envolve:
(i) utilização de fornalhas com aquecimento de ar direto, em lugar das que possuem
trocador de calor ou de aquecimento indireto; (ii) reciclagem de parte do ar de exaustão,
quando este estiver abaixo da umidade relativa de equilíbrio recomendada; e
(iii) utilização do calor sensível dos grãos (seca-aeração, secagem combinada e outros).
Em secadores tipo torre de fluxos mistos, a perda no secador pode variar em
média de 10 a 15% e não de 2% como a apresentada no Quadro 2.4 e a energia
necessária à vaporização da água em torno de 30 a 35%, enquanto que no Quadro 2.4
este valor é de 50%.
Em alguns modelos de simulação do processo de secagem, a perda por calor
sensível do ar de exaustão saturado não é considerada. O Quadro 2.4 mostra que este
valor é significativo, sendo igual a 15%.
Em geral, na secagem de milho, a secagem a altas temperaturas requer entre 4,5
e 8 MJ.kg
-1
de água removida, enquanto a secagem a temperatura ambiente ou a baixa
temperatura, requer entre 3,25 e 3,75 MJ.kg-1 de água removida dos grãos, em função
das características do sistema de secagem (GUNASEKARAN, 2002).
2.2.9. Secagem combinada
Esta técnica consiste em utilizar secadores em altas temperaturas, enquanto o
produto apresenta teor de água mais elevado e, a partir desse ponto, transferir o produto
38
quente para um sistema de secagem a baixa temperatura, onde a secagem será
completada. Desta forma, há uma redução substancial de energia requerida para a
secagem, aumentando a eficiência térmica de secagem e a capacidade dinâmica dos
secadores. As principais razões para este aumento de eficiência são: (i) nesta situação,
os secadores operam com produtos numa faixa de umidade em que a retirada de água
dos grãos é mais fácil; (ii) a coluna de resfriamento é convertida em câmara de secagem,
aumentando a capacidade de secagem dos secadores de altas temperaturas. Com a
adoção da secagem combinada, o processo de secagem em altas temperaturas pode
reduzir em até 50% da energia total requerida e dobrar a capacidade de secagem do
secador (SILVA, 2000).
2.2.10. Sistemas de aquecimento de ar
Combustível
De acordo com Vale et al. (2000), a variação da massa específica básica da
madeira devido à espécie é de 380 kg m
-3
a 780 kg m
-3
. Para algumas espécies de
eucalipto, a variação é de 440 a 460 kg m
-3
(GATTO et al., 2003).
Na combustão da madeira, inicialmente, há decomposição da biomassa, por ação
do calor, ocorrendo em uma seqüência de fases: secagem, pirólise/gaseificação, ignição
de substâncias voláteis e combustão do carbono fixo. Ao entrar em contato com o calor
da fornalha, a lenha sofre um processo de secagem. Durante este processo, a
temperatura permanece baixa devido à evaporação da água do combustível. Após a
secagem, a elevação de temperatura faz com que os voláteis se desprendam durante o
processo de pirólise e gaseificação, que absorvem calor da fornalha. A geração de calor
acontece na queima dos gases voláteis desprendidos e do carbono fixo. O carbono fixo é
queimado sobre a grelha, quando a temperatura atinge valores entre 400 e 550ºC,
segundo Barros e Vasconcelos, citados por LOPES (2002).
A temperatura de chama da fornalha pode ser medida com um pirômetro ótico,
para posterior conferência com a literatura para constatação se houve ou não a queima
completa do combustível lenha, mediante a adoção deste critério. Após a queima na
câmara de combustão poderá haver na saída dos gases de combustão ainda CO
2
, CO,
N
2
, O
2
, H
2
O e SO
2
. Para obtenção de uma queima mais eficiente, deve-se padronizar a
lenha em toras. Nas fornalhas de carga manual de lenha utiliza-se, toras de,
aproximadamente, um metro de comprimento e vinte centímetros de diâmetro. O teor de
água deverá ser determinado pelo método padrão da estufa, (BRASIL, 1992).
39
2.2.11. Fornalha
Segundo Andrade et al. (1984) e Lopes et al. (2000a), a fornalha é o lugar onde
ocorre à queima de combustível, ou seja, onde a energia química potencial do
combustível transforma-se em energia térmica (calor). É o lugar onde o combustível em
contato com uma quantidade mínima de ar em excesso é queimado, havendo uma
pequena perda de calor ao ambiente.
O tamanho e a forma da fornalha dependem do tipo de combustível, do
dispositivo usado para queimá-lo e da quantidade de energia a ser liberada, em
determinado intervalo de tempo. A ocorrência da combustão completa deve-se a uma
mistura de ar-combustível homogênea, na dosagem ideal e no tempo correto. Com isso,
pode-se obter um aquecimento do combustível até a sua ignição ser auto-sustentável
(LOPES, 2002).
As fornalhas podem ser classificadas, quanto a natureza dos combustíveis, em:
(i) fornalhas para combustíveis sólidos - lenha, carvão vegetal, sabugo de milho e
outros; (ii) fornalhas para combustíveis sólidos pulverizados - carvão em pó, casca de
arroz, de café, entre outros; (iii) fornalhas para combustíveis líquidos - óleo diesel, óleo
BPF, entre outros; e (iv) fornalhas para combustíveis gasosos, tais como: gás natural,
gás GLP, entre outros.
Na maioria dessas fornalhas, existe um ventilador que insufla ou succiona o ar
atmosférico, o qual fornece o oxigênio necessário à combustão do combustível. As
fornalhas com grelha, para combustíveis sólidos, além de necessitarem de maior espaço,
são normalmente mais pesadas, caras e com potências crescentes de ventilador.
As principais propriedades dos combustíveis, que influenciam o processo de
combustão são: (i) granulometria do combustível; (ii) teor de água; (iii) conteúdo de
componentes voláteis; e (iv) conteúdo de cinzas.
Na granulometria do combustível, a superfície específica (m
2
kg
-1
) é variável
conforme o tamanho das partículas e determinará a potência de combustão.
Um maior teor de água no combustível diminui a eficiência de combustão, pois,
parte da energia fornecida para que o processo seja auto-sustentável é utilizada para
esquentar e evaporar a água presente no combustível.
Quanto mais elevado o teor de gases voláteis oxidáveis, mais rápido será o
processo de combustão e mais uniforme será a chama.
Um teor elevado de cinzas presente no combustível contribuíra para atraso no
processo de combustão e necessidade freqüente de limpeza do cinzeiro.
40
A fornalha destinada a queima de combustíveis sólidos não-pulverizados, como
a lenha, consiste principalmente de: (i) câmara de combustão; (ii) grelha; (iii) cinzeiro;
(iv) entrada de ar; e (v) saída dos gases.
A câmara de combustão é o espaço destinado ao processo de combustão; é o
local onde todos os compostos combustíveis devem ser oxidados, liberando energia
térmica. É importante, em qualquer fornalha, o dimensionamento correto da câmara de
combustão, da área das grelhas e da abertura do ar primário, a fim de obter suficiente
quantidade de oxigênio, bem como possibilitar uma mistura comburente-combustível
eficiente com o máximo de aproveitamento do combustível e o mínimo de fumaça.
A grelha é a estrutura, que mantém o combustível sólido suspenso durante o
processo de combustão, enquanto o ar comburente circula por sua superfície.
As entradas de ar reguláveis encontram-se em pontos estratégicos no corpo da
fornalha, sendo responsáveis pela passagem do ar comburente para o seu interior e
devem ser localizadas de modo a facilitar a mistura comburente-combustível.
Denomina-se de ar primário, a massa de ar que é utilizada na combustão do
combustível. As entradas de ar primário, normalmente são localizadas na parte inferior
da fornalha para combustíveis sólidos. O ar secundário, é aquele que se junta ao ar
quente da saída da combustão, por meio das entradas do ciclone, algumas entradas de ar
frio da parte inferior e superior na fornalha e as do corpo do secador.
Os gases resultantes da combustão e de parte do excesso de ar comburente são
utilizados para diversas finalidades, como fonte de energia térmica.
A utilização de lenha na forma de tora com grande diâmetro, em uma fornalha,
exigirá uma quantidade maior de ar. Desta forma, o tamanho da lenha deverá ser
reduzido para facilitar a combustão. A eficiência de combustão aumenta com aumento
na área superficial do combustível e com o contato oxigênio-combustível.
As fornalhas de grelha destinadas à queima de lenha podem ser, ainda,
classificadas de acordo com o aproveitamento dos gases da combustão, em: fornalhas
com aquecimento direto e fornalhas com trocador de calor ou de aquecimento indireto.
Nas fornalhas com sistema de fogo direto, a energia térmica proveniente dos
gases resultantes da combustão é diretamente utilizada como, por exemplo, para
secagem de produtos agrícolas. A câmara de combustão nas fornalhas de aquecimento
direto confunde-se com a própria fornalha e pode ser dividida em três partes distintas. A
primeira destina-se à carga, à ignição do combustível e à entrada do ar comburente. A
segunda parte compreende o espaço, onde se desenvolve a chama e completa-se a
41
combustão dos compostos voláteis. A terceira tem a função de interligar a fornalha ao
ciclone e aumentar o tempo de permanência dos gases na fornalha para auxiliar o
apagador de fagulhas.
Dimensionamento de fornalhas a fogo direto para combustíveis sólidos
SILVA (2005) definiu parâmetros relacionados à geometria das fornalhas em
secadores tipo cascata, de acordo com sua área de grelha e consumo horário de lenha.
De acordo com Silva (2005), para uma capacidade de secagem de 60 t h
-1
, a área de
grelha deveria ser igual a 6,92 m
2
, no mínimo. Já os fabricantes de fornalhas indicam
que a área deve ser igual a 6,00 m
2
, no mínimo para um sistema de secagem de 60 t h
-1
.
Segundo Andrade et al. (1984), o dimensionamento da fornalha pode ser
realizado de forma prática. Inicialmente, identifica-se: (i) as características do ventilador
a ser utilizado com o fluxo de ar (m
3
min
-1
) e a pressão estática total (mmca); (ii) o
acréscimo máximo de temperatura esperado; (iii) a temperatura média do ambiente;
(iv) a quantidade de calor necessário; (v) o teor inicial e final de água do produto a ser
secado; (vi) a quantidade de produto a ser seco, por hora; e (vii) o cálculo da superfície
da grelha. Desta forma, a quantidade de calor necessário a ser produzido pela fornalha
pode ser dada pela relação de calor sensível, ou
tcQQ
pvr
Δρ=
(2.34)
em que
Q = quantidade de calor necessário, kJ s
-1
;
ρ
= massa específica do ar, kg m
-3
;
Q
vr
= vazão de ar total do ventilador real, com excesso de ar, m
3
s
-1
;
c
p
= calor específico do ar, kJ (kg ºC)
-1
; e
Δt
= acréscimo máximo de temperatura esperado, ºC.
A quantidade máxima de produto a ser secado, por hora, pode ser dada por
)UU(L
Q)U100(3600
m
fi
f
p
−
η
−
=
(2.35)
em que
m
p
= quantidade máxima de produto a ser secado por hora, kg h
-1
;
U
f
= teor final de água do produto, % b.u.;
Q = quantidade de calor necessário, kJ s
-1
;
η
= rendimento da fornalha, %;
L = calor latente de vaporização; e
U
i
= teor inicial de água do produto, % b.u..
42
O cálculo da quantidade de lenha pode ser feito a partir da taxa de combustão
admitida e do poder calorífico inferior da lenha e pode ser dado por
PCI
Q3600
m
L
= (2.36)
em que
m
L
= quantidade de lenha que a fornalha consome por hora, kg h
-1
;
Q = quantidade de calor necessário, kJ s
-1
; e
PCI = poder calorífico inferior da lenha, kJ kg
-1
.
De acordo com a literatura disponível, pode-se considerar a taxa de combustível
(T
c
) admitida para grelha plana, com carga manual e ar forçado igual a 200 kg (h m
2
)
-1
.
Desta forma, a superfície total da grelha da fornalha pode ser calculada por
c
L
T
m
S =
(2.37)
em que
S = superfície total da grelha da fornalha, m
2
;
m
L
= quantidade que o secador consome por hora, kg h
-1
; e
T
c
= taxa de combustível admitida para grelha plana, com carga manual e ar
forçado igual a 200 kg (h m
2
)
-1
.
Um melhor aproveitamento do combustível lenha ocorre por automação das
fornalhas. O processo de automação proporcionaria a utilização de resíduos da lenha,
que normalmente não são utilizados na operação de secagem de grãos, aumentando a
eficiência do processo de secagem, devido à melhoria da relação granulometria do
combustível com o comburente oxigênio e poderiam, também, ser utilizados outros
resíduos de madeira e podas de árvores urbanas e jardins públicos, entre outras fontes,
com o custo econômico apenas do transporte deste material. Um outro aspecto a ser
analisado é o ergonômico, pois, a alimentação manual praticada nas diversas unidades
armazenadoras é dispendiosa e danosa à saúde da maioria dos operadores de secador e
seus ajudantes.
2.2.12. Cálculo da vazão de ar necessária para a secagem
De acordo com Henderson et al. (1997), o ventilador a ser utilizado juntamente
com o secador pode ser dimensionado de acordo com um balanço de massa e energia,
no sistema de secagem em estudo. A representação da variação das propriedade
43
termodinâmicas do ar durante o processo de secagem pode ser observado no gráfico
psicométrico apresentado na Figura 2.4.
Figura 2.4. Representação da variação das propriedades termodinâmicas do ar durante o
processo de secagem.
De acordo com a Figura 2.4, inicialmente, o ar ambiente sofre um aquecimento
com razão de mistura constante (do ponto 1 para 2), estabelecendo-se uma grande
capacidade de absorção de água. Logo em seguida, o ar passa entre a massa de produto
trocando calor e massa com o produto e tendo um resfriamento à entalpia constante, (do
ponto 2 para 3), carreando consigo água do produto.
Inicialmente, devem-se especificar as características do produto e as condições
psicrométricas do ar antes, dentro e depois da entrada no secador.
As características do produto a serem obtidas são: (i) a massa inicial de produto;
(ii) teor inicial de água em base úmida; (iii) teor final de água em base seca e úmida;
(iv) calor latente de vaporização; e (v) calor sensível.
Das condições do ambiente deve-se saber as condições do ar: (1) antes da
entrada do secador; (2) dentro da câmara de secagem no secador; e (3) no ar de exaustão
do secador.
Para a condição (1) – ar de admissão, antes de entrada no secador, deve-se
informar: (i) umidade relativa; (ii) temperatura; (iii) entalpia específica; e (iv) razão de
1
2
3
RAZÃO DE MISTURA
(
k
g
de va
p
or d’á
g
ua
(
k
g
de ar seco
-1
))
ENTALPIA
(kJ (kg de ar seco)
-1
)
TEMPERATURA (ºC)
GRÁFICO PSICROMÉTRICO
(Pressão Barométrica = 760 mmHg)
(mm Hg)
44
mistura do ar. Para a condição (2) – condições do ar dentro da câmara de secagem no
secador, deve-se informar: (i) umidade relativa; (ii) entalpia específica; (iii) volume
específico; e (iv) razão de mistura. Para o ar de exaustão, deve-se obter: (i) a
temperatura; (ii) entalpia específica; (iii) razão de mistura; e (iv) volume específico.
De posse dos dados, pode-se calcular a massa total de água a ser evaporada na
condição inicial, ou
tia1
PUP =
(2.38)
em que
P
a1
= peso de água para condição inicial, kg de água;
U
i
= teor inicial de água, % b.u.; e
P
t
= peso de grãos total, kg de produto.
A massa de matéria seca é dada por
1at
PPP
ms
−=
(2.39)
em que
P
ms
= peso de matéria seca total, kg de matéria seca;
P
t
= peso de milho total, kg de produto; e
P
a1
= peso de água para condição inicial, kg de água.
A massa de água a ser evaporada até à condição final, pode ser dada pela
seguinte equação
smfa2
PUP =
(2.40)
em que
P
a2
= peso de água para condição final do processo de secagem, kg de água;
U
f
= teor final de água, decimal, b.s.; e
P
ms
= peso de grãos total – só matéria seca, kg de produto.
A quantidade de água evaporada pode ser dada por
2a
1
aágua
PPQ −
=
(2.41)
em que
Q
água
= quantidade de água total a ser evaporada, kg de água.
Para o cálculo da quantidade necessária de ar ambiente, deve-se calcular a
variação da razão de mistura do ar de exaustão e do ar da condição inicial, bem como a
variação de entalpia entre o ar de secagem e o ar da condição inicial. A variação de
razão de mistura é dada por
13
MRMR
rm
−=Δ
(2.42)
45
em que
Δ
rm
= variação da razão de mistura, kg de vapor d’água (kg de ar seco)
-1
;
RM
3
=
razão de mistura do ar de exaustão, kg de vapor d’água (kg de ar
seco)
-1
; e
RM
1
=
razão de mistura do ar na condição inicial, kg de vapor d’água (kg de
ar seco)
-1
.
A massa total de ar seco pode ser calculada por
rm
água
secoar
Q
M
Δ
=
(2.43)
em que
M
ar seco
= massa de ar seco total, kg de ar seco total.
A variação de razão de entalpia pode ser dada por
12
EEE −=Δ
(2.44)
em que
ΔE
= variação da entalpia, kJ (kg de ar seco)
-1
;
E
2
= entalpia do ar de secagem, kJ (kg de ar seco)
-1
; e
E
1
= entalpia do ar do ar na condição inicial, kJ (kg de ar seco)
-1
.
A quantidade de energia necessária pode ser dada por
ΔEME
osec
art
=
(2.45)
em que
E
t
= energia total no ar seco, kJ de ar seco.
A quantidade de lenha necessária para suprir esta energia para obtenção de ar
seco pode ser dada por
f
t
ηPCI
E
CL =
(2.46)
em que
CL = consumo total de lenha, kg de lenha;
PCI = poder calorífico inferior da lenha, kJ (kg de lenha)
-1
; e
η
f
= rendimento da fornalha, %.
Considerando um tempo predeterminado para o período de secagem de um lote
de grãos e o número de ventiladores, pode-se calcular a vazão de ar necessária para
secagem dos grãos. O cálculo do ventilador pode ser dado por
t
M
=Q
secoar
sêcoar
(2.47)
46
em que
Q
ar seco
= vazão de ar seco, kg de ar seco (min)
-1
; e
t = tempo de secagem, min.
A vazão de ar do ventilador pode ser dada por
3
e
sêcoarv
VQQ =
(2.48)
em que
Q
v
= vazão de ar total do ventilador, sem excesso de ar, m
3
h
-1
; e
Ve
3
= volume específico do ar de exaustão, m
3
(kg de ar seco)
-1
.
A vazão de ar do ventilador, adotando-se um excesso de ar para a queima de
combustível sólido em fornalha de grelha plana ou inclinada, pode ser dada por
)E1(QQ
avvr
+=
(2.49)
em que
Q
vr
= vazão de ar total do ventilador real, com excesso de ar, m
3
h
-1
; e
E
a
= excesso de ar, %.
2.2.13. Avaliação do sistema de secagem
Segundo Silva et al. (2000), para a análise de eficiência energética no processo
de secagem, pode-se utilizar a metodologia proposta por
BAKKER-ARKEMA et al. (1978). Esta metodologia foi proposta para avaliação do
desempenho de secadores, com base em um número reduzido de testes de campo, sob
condições padronizadas e que deve ser complementada com trabalhos de simulação.
A metodologia estabelece que sejam necessários três testes consecutivos para
secadores, trabalhando com o sistema em lotes, sendo que, para secadores trabalhando
continuamente, é necessário um período de 24 h.
Nessa metodologia, os parâmetros ambientais e de temperatura do ar de secagem
podem ser obtidos em intervalos regulares, com posterior cálculo de valores médios.
Os parâmetros e as especificações do secador requerido para a avaliação de
desempenho são: (i) parâmetros dos grãos e do ar; e (ii) especificações do secador e uso
de energia.
Os parâmetros dos grãos e do ar, que devem ser medidos são: (i) teor inicial e
final de água; (ii) temperatura; (iii) quantidade de impureza inicial e final; (iv) massa
específica inicial e final; (v) massa inicial; (vi) temperatura do ar de secagem; (vii)
temperatura do ar ambiente; (viii) umidade relativa do ar ambiente; e (ix) umidade
relativa do ar de exaustão.
47
Para a avaliação energética do secador, é necessário obter as seguintes
informações: (i) densidade do fluxo de ar; (ii) volume total de grãos ou fluxo de grãos;
(iii) tempo de secagem ou comprimento da coluna de secagem; (iv) tempo de
resfriamento ou comprimento da coluna de resfriamento; (v) largura da coluna de
secagem; (vi) pressão estática; (vii) tempos de carga e descarga; (viii) tipo e dados
nominais do ventilador e transportadores; (ix) tipo de combustível e sua caracterização
energética; (xi) consumo de combustível; (xii) duração do teste; (xiii) volume do
produto úmido; (xiv) pontos percentuais de água removida; (xv) capacidade de secagem
(grãos úmidos); (xvi) capacidade de secagem (grãos secos); e (xvii) eficiência
energética de secagem, considerando-se e não considerando o consumo de energia
elétrica.
2.2.14. Custo operacional de secagem
Segundo Lacerda Filho (1998), embora sendo uma prática antiga em pesquisas, a
estimativa dos custos de secagem não constitui, no Brasil, uma rotina das unidades de
beneficiamento de grãos e sementes.
Young e Dickens (1975) afirmaram que poucos esforços foram despendidos no
sentido de otimizar os processos de secagem, com vistas à conservação de energia ou de
capital. Em estudo de avaliação de custo de secagem, em lotes e em fluxos cruzados, os
autores estabeleceram os vários parâmetros a serem considerados nesta análise e
verificaram que o tempo de secagem é um deles, podendo ser estimado por modelos
matemáticos já desenvolvidos. Os parâmetros de custo que envolve o processo de
secagem são: energia para movimentar e aquecer o ar de secagem, trabalho humano,
equipamentos, manutenção, taxas, seguros e juros. Nessa análise, eles consideraram os
custos energéticos de aquecimento e de movimentação do ar, separadamente. Todos os
outros custos foram assumidos e considerados como fixos.
Em nível mundial, a maior percentagem de armazenamento de grãos é feita na
fazenda. Este tipo de armazenamento possibilita a obtenção de um produto armazenado
de melhor qualidade e, devido ao fato de o produto ser menos manuseado, há uma
adequação melhor na utilização das rodovias, das máquinas de colheita e de pré-
processamento, dentre outros. No Brasil, infelizmente, cerca de 90 % da capacidade
instalada de armazenagem a granel é feita em unidades armazenadoras coletoras, que
possuem grandes secadores de grãos estáticos, transportadores, máquinas de limpeza e
pré-limpeza, ventiladores estáticos, bombas e outros.
48
De acordo com Lacerda Filho (1998), os custos de combustível são diretamente
proporcionais aos seguintes fatores: elevação da temperatura do ar acima da temperatura
do ambiente, fluxo de ar, tempo de secagem e preço de combustível. A Equação 2.50
pode ser utilizada para estimar os custos com combustível.
(
)
(
)
(
)
XAPCI
PcscmtTT
C
c
1pvpaasa
1
η
+
−
=
(2.50)
em que
C
1
= custo com combustível para a secagem, R$ m
-3
;
m
a
= vazão mássica de ar, kg h
-1
;
T = temperatura do ar de secagem, °C;
T
a
=
temperatura do ambiente, °C;
t
s
= tempo de secagem, h;
c
pa
= calor específico do ar seco, kJ (kg °C)
-1
;
s = razão de umidade do ar, kg vapor (kg de ar)
-1
;
c
pv
= calor específico do vapor d'água, kJ (kg °C)
-1
;
P
1
= preço do combustível, R$ (kg)
-1
;
A = área de secagem, m
2
;
η
c
= eficiência de combustão, %;
PCI = poder calorífico inferior do combustível, kJ kg
-1
; e
X = espessura da camada de produto, m.
Os custos operacionais para o ventilador podem ser estimados pela equação
sv
esv
2
PtP
C
η
=
(2.51)
em que
C
2
= custo de operação do ventilador, R$ m
-3
;
P
v
= potência específica demandada pelo motor do ventilador e das bandejas
do secador, kW (m
-3
de produto);
t
s
= tempo de secagem, h;
P
e
= custo médio de energia elétrica, R$ (kWh)
-1
; e
η
sv
= eficiência do sistema de ventilação, %.
Outros custos são também considerados como aqueles de depreciação dos
equipamentos, manutenção, juros, seguros, impostos e mão-de-obra. Os demais custos
são considerados fixos e não são afetados pela quantidade de produto seco. Os custos
fixos podem ser estimados pela Equação 2.75 (LACERDA FILHO, 1998).
49
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
sm
max
s
s
sm
sm
4
3
f
t
V
;
t
V
min
t
t
F
P
P
C
(2.52)
em que
C
f
=
custo fixo, R$ m
-
3
;
P
3
=
preço de mão-de-obra, R$ h
-
1
;
P
4
= preço inicial do sistema de secagem, R$;
F = custo de manutenção, depreciação, juros, fração decimal do custo
inicial;
t
sm
= tempo de secagem máximo, h;
t
s
= tempo requerido para a secagem, h;
V
s
= volume do secador, m
3
; e
V
max
= máximo volume da produção anual, m
3
.
O custo total de secagem pode ser estimado, somando-se todos os custos.
f21t
CCCC ++= (2.53)
De posse destes dados, pode-se estimar o custo de secagem.
2.2.15. Qualidade de grãos
O conceito de qualidade dos grãos depende da destinação final que se dará ao
produto, pois, o comerciante, o consumidor e o legislador possuem objetivos diferentes
em relação ao mesmo produto.
Para fins comerciais, a qualidade dos grãos pode ser definida, principalmente,
pelo seu teor de água e pela massa específica, quantidade de óleo, amido, valor
nutricional, suscetibilidade à quebra, teor de impurezas, quantidade máxima de insetos,
traços de agrotóxicos, traços de odores, contaminação por fungos, poder germinativo,
vigor e outros. Para o consumidor final, a qualidade se resume a gosto, aspecto visual,
contaminação por fungos, traços de odores, traços de agrotóxicos, alimentos
modificados geneticamente, e outros. Para o legislador, entretanto, a qualidade é
definida por limites máximos de teor de água e de impurezas, grãos quebrados,
mofados, materiais estranhos, dentre outros.
50
Aspectos qualitativos relacionados à secagem
As características físicas e químicas, tais como consistência, conteúdo de
energia, palatabilidade, dureza, cor, umidade e teor de proteínas e aminoácidos, são
afetadas pela temperatura de secagem (SILVA et al., 2000a).
Densidade
O peso hectolítrico geralmente sofre alterações, durante o processo de secagem.
A intensidade dessa mudança depende do teor inicial e final de água do produto, da
temperatura de secagem, da variedade dos grãos, do tipo e quantidade de impureza e
intensidade dos danos (SILVA et al., 2000a).
Quebrados
A secagem, quando corretamente efetivada, não deve aumentar a percentagem
de grãos quebrados. Mesmo assim, os grãos secados de modo inadequado, tal como
ocorre na secagem em temperatura excessiva e posterior resfriamento brusco, tendem a
apresentar maior quebra, quando transportados (SILVA et al., 2000a).
51
2.3. OBJETIVO
Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia para avaliar a demanda de
energia e o custo das operações unitárias em unidades armazenadoras de pré-
processamento de grãos, com vistas a atingir os seguintes objetivos:
Desenvolver uma metodologia para avaliação da demanda de energia e custo das
operações unitárias em unidades armazenadoras de pré-processamento de grãos; e
Aplicar a metodologia, como estudo de caso, em duas unidades armazenadoras da
Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL).
52
2.4. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa
dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), Estado de São Paulo, nos
municípios de Ituverava e Guaíra e nos laboratórios de Energia e de Pré-Processamento
de Produtos Vegetais, ambos pertencentes ao Departamento de Engenharia Agrícola,
assim como no Laboratório de Fitopatologia, localizados na Universidade Federal de
Viçosa.
2.4.1 Desenvolvimento de metodologia para avaliação da demanda de energia e
custo das operações unitárias em unidades armazenadoras de pré-
processamento de grãos
Foi desenvolvida uma metodologia que contempla estudos relacionados a:
(i) linhas de fluxos de produtos agrícolas; (ii) dimensionamento e uso de energia pelos
transportadores de grãos; (iii) máquinas de pré-limpeza e de limpeza; (iv) secadores de
fluxos mistos; (v) fontes complementares de energia; (vi) monitoramento de variáveis
no processo de secagem; (vii) análise do sistema de secagem; (viii) consumo de energia
e eficiência de secagem; (ix) parâmetros de avaliação do sistema de secagem; (x) custo
operacional de secagem; e (xi) avaliação da qualidade do produto.
Linhas de fluxo de produtos agrícolas
Os equipamentos utilizados no pré-processamento de produtos agrícolas,
envolvendo, balanças rodoviárias, moegas de recepção, transportadores, máquinas de
pré-limpeza, secador, máquinas de limpeza, silos secadores, silos graneleiros e
53
tubulações aéreas foram localizados e identificados em um fluxograma. De posse do
fluxograma, estudou-se os possíveis pontos de estrangulamento, do fluxo de circulação
dos produtos agrícolas.
Transportadores
Foram avaliados os seguintes equipamentos: fitas transportadoras, elevadores de
caçambas, transportadores helicoidais e transportadores de corrente. A caracterização
técnica dos equipamentos, ocorreu da seguinte forma: (i) posição em relação ao fluxo
operacional; (ii) função; e (iii) produto transportado. Para os elevadores de caçamba,
foram estudados: (i) altura de elevação do produto; (ii) número de caçambas por metro;
(iii) tipo de caçamba; (iv) quantidade máxima de produto a ser transportado por
caçamba; (vii) alinhamento das correias no corpo do elevador; (viii) avaliação da
condição das correias e polias de transmissão; (ix) velocidade de rotação de trabalho; e
(x) condição da lubrificação do mancal de rolamento da base inferior. Para as fitas
transportadoras: (i) largura e comprimento das fitas; (ii) espaçamento entre roletes;
(iii) condição de lubrificação dos roletes; (iv) ângulo de inclinação dos roletes; e
(v) conservação de limpeza do transportador. Para os transportadores helicoidais:
(i) passo do helicóide; (ii) diâmetro do eixo e do helicóide; e (iii) comprimento do
transportador. Para os transportadores de corrente: (i) dimensões das correntes;
(ii) dimensões da calha de transporte; e (iii) comprimento do transportador.
Uso de energia
Visando à racionalização do uso de transportadores em unidades armazenadoras
de produtos agrícolas, deve-se considerar: (i) o redimensionamento; (ii) a avaliação da
capacidade de transporte nominal; (iii) a verificação da capacidade efetiva; e (iv) a
verificação da regulagem.
(i) Redimensionamento de transportadores
Foi utilizada a teoria clássica de dimensionamento de transportadores de grãos
para elevadores de caçamba, fita transportadora, transportadores de corrente e
transportadores helicoidais (LACERDA FILHO et al., 1994; KEPLER, 1975).
54
Elevadores de caçambas
Segundo Lacerda Filho et al. (1994), o dimensionamento do elevador de
caçambas foi feito, conforme apresentado a seguir.
A velocidade de rotação na polia do elevador de caçambas foi calculada por
r
30
N =
(2.54)
em que
N = número de rotações, por minuto, da polia motora, rpm; e
r = raio efetivo da polia motora, m.
A velocidade linear das caçambas foi dada pela equação
Nr2v π= (2.55)
em que
v = velocidade linear das caçambas, m/min;
r = raio efetivo da polia motora, m; e
N = número de rotações por minuto da polia motora, rpm.
A capacidade do transportador foi dada pela equação
qnvQ = (2.56)
em que
Q = capacidade do transportador, kg min
-1
;
v = velocidade linear das caçambas, m min
-1
;
n = número de caçamba por metro de correia, caçamba m
-1
; e
q = capacidade de cada caçamba, kg caçamba
-1
.
A potência mecânica requerida para acionamento do elevador carregado foi dada
pela equação
()( )
736,01FhQ.102,22P
a
4
+=
−
(2.57)
em que
P = potência requerida, kW;
h = altura de elevação do grão, m; e
F
a
= fator de segurança (de 10 a 15 %).
O comprimento da correia foi dado pela equação
55
()
r2RRL
da
π+
+
=
(2.58)
em que
L = comprimento total da correia, m;
R
a
= comprimento do ramo ascendente da correia, m; e
R
d
= comprimento do ramo descendente da correia, m.
Transportadores de corrente
O Quadro 2.5. apresenta a variação de capacidade quanto ao transporte
horizontal, em função da inclinação do transportador.
Quadro 2.5. Capacidade relativa do transportador em função do ângulo de inclinação do
transportador
Inclinação do transportador Capacidade em relação ao transporte horizontal (decimal)
20º 0,77
30º 0,55
40º 0,33
Segundo Kepler (1975), o dimensionamento de transportadores de corrente pode
ser feito, considerando-se algumas características do produto e do transportador.
A
capacidade do transportador foi calculada pela equação
i
CvS3600Q =
(2.59)
em que
Q = capacidade do transportador, m
3
h
-1
;
S = seção transversal do transportador, m
2
;
v = velocidade do transportador, m s
-1
; e
C
i
= coeficiente que depende da posição do transportador. Se o transporte
ocorrer na horizontal, adotar índice 1, mas se o transporte for na vertical
ou inclinado, adotar índice 2.
O Quadro 2.6 apresenta o coeficiente para transporte horizontal e vertical, em
transportadores de corrente para soja e milho.
Quadro 2.6. Coeficiente para transporte horizontal (C
1
) e vertical (C
2
) para soja e milho
Produto C
1
C
2
Soja 1,10 1,40
Trigo 1,05 1,30
56
A potência demandada em regime permanente pelo transportador, na posição
horizontal, foi dada pela equação
fa
C
270
P7,2LQ
736,0P
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
(2.60)
em que
P
a
= potência requerida pelo transportador, kW;
Q = capacidade do transportador, m
3
/h;
L = comprimento do transportador, m;
P = massa da corrente, kg m
-1
; e
C
f
= coeficiente de fricção para os grãos transportados, decimal.
Os valores do coeficiente de fricção, para grãos, estão na faixa de 0,3 a 0,6. A
potência demandada pelo transportador, na posição vertical, foi dada pela equação
270
hQ
736,0P
b
= (2.61)
em que
P
b
= potência requerida pelo transportador, kW;
Q = capacidade do transportador, m
3
h
-1
; e
h = altura de elevação, m.
Transportador helicoidal
Segundo Lacerda Filho et al. (1994), o dimensionamento de transportadores
helicoidais pode ser feito, conforme apresentado a seguir. A capacidade do
transportador helicoidal, na posição horizontal, foi calculada utilizando-se
Np)dD(1,47Q
22
−= (2.62)
em que
Q = capacidade de transporte, m
3
/min;
D = diâmetro do helicóide, m;
d = diâmetro do eixo do helicóide, m;
p = passo do helicóide, m; e
N = número de rotações por minuto do eixo do helicóide, rpm.
A potência requerida pelo transportador helicoidal, na posição horizontal, foi
dada pela equação
736,0)1F()LQ(10x22,2P
m
4
+ρ= (2.63)
em que
57
P = potência requerida do transportador, kW;
Q = capacidade de transporte, m
3
min
-1
;
ρ
= massa específica do material, kg m
-3
;
L = comprimento total do transportador, m; e
F
m
= fator de segurança que depende do material, adimensional.
Fita transportadora
Segundo Lacerda Filho et al. (1994), o dimensionamento da fita transportadora
pode ser feito conforme se segue. O volume transportado pela fita foi estimado pela
equação
vA=Q (2.64)
em que
Q = volume transportado por hora, m
3
h
-1
;
A = área da seção transversal de produto transportado, m
2
; e
v = velocidade máxima, m h
-1
.
A potência total demandada pela fita foi estimada pela equação
cbat
P+P+P=P (2.65)
em que
P
t
= potência total estimada, kW;
P
a
= potência necessária para movimentação da fita sem carga, kW;
P
b
= estimativa da potência necessária para que a fita transporte o material
na
p
osição horizontal, kW; e
P
c
= estimativa da potência necessária para que a fita transporte o produto
em posição inclinada, kW.
A estimativa da potência mecânica necessária para movimentação da fita sem
carga pode foi estimada pela equação
(
)
c0003280+01502921Lv736,0=P
ca
,
,
, (2.66)
em que
P
a
= potência necessária para movimentação da fita sem carga, kW;
v
c
= velocidade da correia, m min
-1
;
L = largura da correia, m; e
c = comprimento do transportador, m.
58
A estimativa da potência necessária para que a fita transporte o material na
posição horizontal, foi estimada pela equação
()
[]
100
c0099,048,0M
736,0P
b
+
= (2.67)
em que
P
b
= potência necessária para que a fita transporte o material, na posição
horizontal, kW; e
M = massa de produto a ser transportado, t h
-1
.
A estimativa da potência necessária para que a fita transporte o produto na
posição inclinada, foi estimada pela equação
100
)MH33,3(
736,0=P
c
(2.68)
em que
P
c
= estimativa da potência necessária para que a fita transporte o produto
em
p
osição inclinada, kW;
H = altura de elevação, m; e
M = massa de produto a ser transportado, t h
-1
.
(ii) Avaliação da capacidade de transporte nominal dos transportadores
Para todos os transportadores avaliados, foram coletados dados sobre a
capacidade de transporte da seguinte forma: (1) velocidade do transportador, utilizando-
se um tacômetro; (2) altura de elevação ou comprimento do transportador utilizando-se
uma trena de 5 m; (3) capacidade unitária de transporte das caçambas, utilizando-se uma
balança mecânica; (4) largura da fita transportadora, utilizando-se trena métrica manual;
(5) ângulo de roletes, medidos com uma trena métrica manual; (6) número de caçambas
por metro, por contagem manual; (7) tipo de caçamba – unitária ou contínua; (8) tipo de
produto; e (9) motorização.
Com base nestes dados na teoria de dimensionamento apresentada, estima-se a
potência requerida de cada transportador para as condições de transporte efetivo.
59
(iii) Verificação da capacidade efetiva
Para alguns transportadores, foi possível verificar a capacidade de transporte por
meio de método direto. Avaliou-se a capacidade efetiva de movimentação desses
transportadores, para as condições operacionais apresentadas durante a fase
experimental. Foi utilizada a balança rodoviária da unidade armazenadora, para
determinação da massa de grãos que entrava na unidade em um intervalo de tempo pré-
definido. Com um cronômetro, mediu-se o tempo de operação dos elevadores,
transportando a massa de grãos que foi descarregada nas moegas de recepção. Com a
relação estabelecida entre o fluxo de massa de grãos na moega e o tempo necessário
para sua remoção, obteve-se a capacidade efetiva de movimentação dos elevadores.
Máquinas de pré-limpeza e de limpeza
Foram observados, por inspeção, os seguintes itens: (i) a posição de regulagem
das válvulas de paletas das máquinas de limpeza e pré-limpeza; (ii) velocidade de
rotação de trabalho das máquinas; (iii) uniformidade de distribuição do fluxo de produto
nas máquinas de limpeza e pré-limpeza; e (iv) capacidade de limpeza das máquinas.
Secadores
Para a realização dos testes de secagem, foram utilizados dois secadores tipo
torre de fluxos mistos. A forma de secagem consistiu em utilizar toda a câmara para
secagem, transformando, assim, a câmara de resfriamento em câmara de secagem,
sendo que, no período de secagem e na recirculação do produto, já na saída do produto,
a câmara de resfriamento voltava a funcionar. As figuras 2.5 e 2.6 mostram o
funcionamento do secador.
60
Figura 2.5. Regulagem das entradas de ar quente no secador.
Na Figura 2.5, durante o processo de secagem, toda a torre de secagem será
utilizada como câmara de secagem, inclusive na recirculação do produto, em que o
mesmo conservará a carga térmica da passada anterior no secador.
Figura 2.6. Regulagem das entradas de ar quente e frio no secador.
De acordo com a Figura 2.6, no sistema de secagem adotado, a torre de secagem
do secador é dividida em um terço para resfriamento e dois terços para secagem, em um
procedimento em que as entradas de ar frio da câmara de resfriamento sempre estarão
abertas, permitindo, assim, que o produto seja resfriado para ser armazenado
posteriormente.
61
No Quadro 2.7, são apresentadas as principais características dos secadores em
estudo.
Quadro 2.7. Dimensões físicas dos secadores
Câmara de secagem (m) Câmara de resfriamento (m) Câmara de repouso (m)
Altura 13,60 4,50 0,90
Largura 4,40 4,40 4,40
Comprimento 1,90 1,90 1,90
Espaçamento entre
canaletas
0,30 0,30 0,30
Base da canaleta 0,12 0,12 0,12
Altura dos módulos 0,90 0,90 0,90
Fontes complementares de energia
O aquecimento do ar foi feito por fornalhas à lenha, em fogo direto. Por meio da
fornalha e do sistema de ventilação, era fornecida uma carga calorífica inferior a
nominal equivalente a 4,18 MW térmicos (3.600.000 kcal h
-1
). A fornalha era
alimentada de forma manual. Para a realização dos testes de secagem, a alimentação da
fornalha foi feita de acordo com a temperatura do ar de secagem, de tal forma que a
temperatura do ar de secagem variasse no máximo de 100 ± 10ºC.
Avaliação de fornalhas de fogo direto para combustíveis sólidos
Foram medidos e coletados alguns parâmetros da fornalha, tais como: (i) área
externa da fornalha; (ii) área de grelha; (iii) localização das entradas de ar primário e
secundário, bocas de alimentação e cinzeiro; (iv) tipo de grelha; (v) fabricante da
fornalha; (vi) dados nominais da fornalha; (vii) velocidade do ar nas portas de
alimentação, cinzeiro e entradas de ar primário e secundário; e (viii) consumo de lenha.
Análise do combustível lenha - Determinação do teor de água e do poder calorífico
da lenha utilizada para secagem
1) Coleta da amostra
As toras foram escolhidas, ao acaso, nas leiras de eucaliptos da unidade
armazenadora. As amostras de eucalipto foram coletadas na parte superior e no meio da
leira de lenha e de madeira rachada. As leiras de lenha não estavam cobertas com lona.
As toras de eucalipto de 1,10 m de comprimento foram cortadas em sua seção
transversal em 4 partes de, aproximadamente, 0,04 m de espessura cada.
2) Secagem das amostras
As amostras foram secadas em estufa (102 ºC ± 2 ºC) até atingir peso constante.
62
3) Preparação das amostras para determinação do poder calorífico superior (PCS)
Para as três amostras (superficial velha, meio da leira nova e lenha rachada)
foram feitas cissões centrais, que passassem necessariamente pela casca, lenho e pela
casca outra vez, nas quatro partes de cada amostra (Figura 2.7).
Figura 2.7. Partes da lenha atingida pelo corte.
Após retirada a parte central de cada seção transversal das várias partes da
amostra, esta foi picada em pedaços de seção transversal com cerca de 3 x 3 cm, a fim
de levar este material para moagem.
4) Moagem
Os cavacos de madeira (3 x 3 cm) foram colocados um a um, no moinho. O total
de cavacos moídos foi em torno de 100 gramas e destas 100 gramas foram separadas
10 g para a análise. O produto moído, reservado para análise, foi aquele que passou no
jogo de peneiras de 40 mesh e ficou retido na peneira de 60 mesh. Esse material retido
na peneira de 40 mesh (± 10 g) foi colocado para secar em estufa, durante 2 horas, para
posterior determinação do poder calorífico superior em bomba calorimétrica.
Massa específica básica (ρ
Bas
)
A massa específica da lenha foi determinada, de acordo com a metodologia
proposta por Gatto et al. (2003).
Para obtenção da massa específica básica, as amostras já picadas em partes de
médias de 3 cm x 3 cm x 1 cm foram, primeiramente, submersas em água até que
atingissem peso constante e, posteriormente, mediu-se o volume pelo método do
deslocamento por imersão em água. Para tanto, utilizou-se uma proveta com capacidade
de um litro, preenchida com 800 mL de água, e uma balança eletrônica. Cada corpo-de-
Lenho
Casca
Lenho
Casca
Casca
63
prova foi submerso no líquido, medindo-se a massa de água deslocada pela madeira, a
qual foi considerada igual a seu volume.
Após a obtenção do volume, colocaram-se os corpos-de-prova em uma estufa a
103ºC até atingirem peso constante, sendo, então, pesados novamente, obtendo-se a
massa seca correspondente. Tanto a massa seca como quanto o volume foram
registrados em formulário específico para cada corpo-de-prova.
A massa específica básica foi calculada por meio da seguinte equação:
u
0
Bas
V
P
=
ρ (2.69)
em que
ρ
Bas
= massa específica básica, g cm
-3
;
P
o
= massa seca, g; e
V
u
= volume úmido, cm
3
.
Foi feita também análise da variação da massa específica da lenha em função do
tempo de armazenamento. Foram coletadas amostras de lenha nova e velha, sendo que a
lenha nova foi do tipo rachada ou não rachada. As coletas de amostras foram feitas na
superfíce das leiras.
Monitoramento de variáveis no processo de secagem
Temperatura
As temperaturas da câmara neutra (espaço de transição entre a câmara de
secagem e a câmara de resfriamento), da câmara de secagem (mistura de ar e grãos) e da
câmara de exaustão foram monitoradas por termorresistências tipo PT-100 acoplado a
um termômetro multiponto (4), modelo CSI – 2601. As temperaturas do ar de secagem,
de resfriamento e de exaustão foram medidas por meio de um termômetro digital.
As medidas de temperatura do ar ambiente foram feitas, usando-se psicrômetro
aspirado, conforme os padrões técnicos recomendados, na área de experimentação,
cujas leituras eram feitas em graus Celsius.
Vazão de ar
A circulação de ar foi feita por sucção, utilizando-se um ventilador centrífugo,
de pás retas voltadas para frente, com vazão de ar de 63.000 m
3
h
-1
(informação do
fabricante) e pressão estática medida nas várias partes dos secadores. A vazão de ar
utilizada foi a nominal, fornecida pelo fabricante.
64
Foram construídos pontos de medidas de pressão estática nas câmaras de
secagem, resfriamento e exaustão, sendo as medidas feitas com a utilização de um
manômetro não comercial, cujas leituras basearam-se em equivalência de coluna de
água.
A velocidade do ar na entrada da fornalha e no ciclone, foi medida com um
anemômetro de pás e um de fio quente, em um reticulado que foi colocado nos pontos
de medição. Estes pontos de medição estavam localizados em todas as entradas de ar
primário e secundário da fornalha e nas entradas de ar do corpo do ciclone.
Umidade relativa do ar e teor de água dos grãos
Na área experimental, a umidade relativa do ar ambiente foi medida por meio de
um psicrômetro aspirado, conforme os padrões técnicos recomendados, sendo as leituras
das temperaturas de bulbo úmido e bulbo seco feitas em graus Celsius, para posterior
determinação da umidade relativa.
O teor de umidade dos grãos foi medido no Edabo. Este equipamento fornece
um resultado semelhante ao método oficial da estufa. As amostragens na recepção do
produto foram feitas de uma subamostra de produto retirado da moega de recepção,
sendo que, essas amostragens foram feitas com a utilização de um balde metálico nas
bicas de descarga das carretas. Também foram feitas amostragens para o controle de
secagem no compartimento de descarga do secador utilizando-se um recipiente plástico.
Os equipamentos recomendados pelo Ministério da Agricultura, amostrador pneumático
manual ou com introdução hidráulica, divisor e homogeneizador de amostras, não foram
utilizados.
Paralelamente às medidas de umidade no Edabo, utilizou-se, ainda, um
determinador eletrônico Motonco no controle do operador do secador e um aparelho
eletromecânico, Universal para controle do produto na recepção da unidade
armazenadora. Adotou-se esse procedimento a fim de acompanhar a redução de
umidade do produto durante a secagem, tendo em vista que estes aparelhos fornecem
leituras imediatas.
A umidade da madeira, utilizada como combustível, foi medida em estufa a
103±2 ºC, durante 48 horas.
65
Energia
Estimou-se a energia necessária ao aquecimento do ar de secagem, baseando-se
no poder calorífico inferior e massa do combustível lenha. O poder calorífico foi obtido
em bomba calorimétrica no laboratório de Energia da Madeira do Departamento de
Engenharia Florestal da Universidade Federal de Viçosa. A massa de combustível
utilizada para cada teste de secagem foi obtida por pesagem direta, utilizando balança
rodoviária, com capacidade de pesagem de 50.000 ± 1 kg. A energia necessária para
movimentação dos transportadores e máquinas de limpeza e de pré-limpeza foi estimada
por meio da medição da corrente elétrica no estator, medida com um multímetro alicate.
O consumo de energia elétrica foi calculado, considerando-se o tempo operacional para
realização dos trabalhos de movimentação do produto e do ar de secagem. Para corrigir
o fator de potência, havia bancos de capacitores de característica localizada e, ou
centralizada, que atendiam motores isolados ou à totalidade das cargas elétricas das
unidades armazenadoras, respectivamente.
Fluxo e massa específica dos grãos
O fluxo de grãos no secador de fluxo misto foi estimado, a partir da medida do
tempo necessário para o transporte de 60 t de grãos e da determinação da massa
específica do produto. Desta forma, o fluxo pode ser estimado por
ρt
m
=F (2.70)
em que
F = fluxo de saída de grãos no secador, m
3
min
-1
;
m = massa total de grãos no secador, kg;
t = tempo de passagem dos grãos numa passada no secador, min; e
ρ
= massa específica do produto, kg m
-3
.
A Equação 2.69 mostra a relação da variação da massa específica com o teor de
água (ANDRADE et al., 2004). A massa específica foi estimada em intervalos de tempo
de 30 minutos.
76,702+U9571,5+U3434,0=ρ
2
− (2.71)
em que
ρ
= massa específica, kg m
-3
; e
U = teor de água, % b.u..
66
Análise do sistema de secagem
Secadores
Os secadores do tipo torre de fluxos mistos utilizados foram instrumentados com
termômetros encapsulados (Figura 2.8).
Figura 2.8. Localização dos termômetros nos secadores.
Esses termômetros estavam localizados nas câmaras de secagem, repouso,
resfriamento e exaustão. Sendo que: (i) os termômetros, que foram colocados nas
câmaras de secagem, resfriamento e de repouso, estavam localizados no centro das
respectivas câmaras e ficavam diretamente em contato com o produto em movimento;
(ii) o termômetro, que foi colocado na câmara de exaustão, estava localizado na lateral
do corpo do secador; e (iii) já havia termômetros instalados na entrada de ar frio e ar
quente, cujas medidas também foram utilizadas.
Processo de Secagem
- Secagem em lotes em secador do tipo torre de fluxos mistos
A secagem em fluxos mistos foi conduzida, de acordo com o procedimento
predefinido. Toda a torre de secagem foi utilizada na secagem, como câmara de
secagem do secador.
A temperatura utilizada para o ar de secagem no secador de fluxos mistos foi de
100±10 ºC.
67
A energia consumida para aquecer o ar de secagem foi determinada, pela
pesagem da massa de lenha gasta no processo de secagem, para isso, a lenha era pesada
antes e depois do processo de secagem de um lote de grãos. A lenha estava armazenada
em uma carreta que podia ser deslocada até a balança rodoviária para pesagem.
O resfriamento da massa de grãos foi feito, conforme indicado pelos fabricantes
dos secadores.
No início do teste de secagem, foi cronometrado o tempo de carga do secador.
Após o enchimento do secador, a fornalha foi acessa. Inicialmente media-se
Consumo de energia e eficiência de secagem
O consumo de energia e eficiência de secagem foi feito segundo
Lopes et al. (2000b). O consumo de energia específico foi definido como sendo a
quantidade de energia, por unidade de massa, necessária à remoção da água nos grãos.
A eficiência de secagem foi definida como a razão entre a quantidade de energia
necessária à remoção da água do grão e a energia total utilizada pelo secador. Desta
forma, o consumo específico de energia foi dado por
e
Ce
ee
H
PCICE
C
+
= (2.72)
em que
C
ee
= consumo específico de energia, kJ kg
-1
;
E
e
= consumo de energia elétrica, kJ;
C
c
= consumo de energia (lenha), kJ;
PCI = poder calorífico inferior do combustível; kJ kg
-1
e;
H
e
= quantidade de água evaporada; kg de água.
A quantidade de água total a ser evaporada foi calculada por
100
U100
UU
MM
f
fi
pa
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−
=
(2.73)
em que
M
a
= massa de água total a ser evaporada, kg de água;
M
p
= massa de produto total, kg;
U
i
= teor inicial de água do grão; % b.u.; e
U
f
= teor final de água do grão; % b.u.
A eficiência do secador foi dada por
68
100
PCIC+C
LM
=η
Lee
a
(2.74)
em que
η
= rendimento do secador, %;
L = calor latente de vaporização da água (2500), kJ kg de água;
C
ee
= consumo de energia elétrica, kJ;
C
L
= consumo de lenha total, kg; e
PCI = poder calorífico inferior do combustível; kJ kg
-1
.
Parâmetros de avaliação do sistema de secagem
Conforme Bakker-Arkema at al. (1978) e Silva (2000), os parâmetros que foram
considerados na avaliação de desempenho dos secadores foram:
a)
Parâmetros dos grãos: (i) tipo de grãos; (ii) teor inicial de água, b.s.; (iii) teor
final de água, b.s.; (iii) temperatura de entrada, ºC; (iv) temperatura de saída, ºC;
(v) teor de impurezas, %; (vi) massa específica antes e após a secagem, kg m
-3
;
(vii) análise da qualidade inicial e final; e (viii) quantidade de produto úmido,
kg. A quantidade de produto úmido considerado foi igual a capacidade dinâmica
do secador, 60 t, em um período de uma hora.
b)
Parâmetros do ar: (i) temperatura do ar utilizado na secagem,ºC; (ii) temperatura
do ambiente, ºC; e (iii) umidade relativa do ambiente, %.
c)
Especificações do secador: (i) vazão de ar, m
3
min
-1
m
-3
de grãos; (ii) vazão de
grãos, m
3
min
-1
; (iii) tempo de resfriamento, h ou altura da coluna de
resfriamento, m; (iv) pressão estática, mmca; (v) tempo de carga, h; e (vi) tempo
de descarga, h.
d)
Energia utilizada: (i) para acionar o ventilador, kWh; (ii) para aquecimento do
ar, kJ; e (iii) para movimentação de grãos, kWh.
e)
Dados de desempenho do secador: (i) duração do teste, h; ou por volume do
secador, m
3
h
-1
; (ii) redução do teor de água do produto, %; (iii) eficiência
energética, incluída eletricidade, kJ kg
-1
; e (iv) eficiência energética, excluindo
eletricidade, kJ kg
-1
.
f)
Simulação do secador do tipo torre de fluxos mistos, utilizando o modelo de
Thompson, a partir da utilização do programa computacional “Scascata”.
A simulação do secador tipo torre de fluxos mistos, que completa a metodologia
de Bakker-Arkema at al. (1978), foi feita utilizando-se o programa computacional de
simulação “Scascata”, desenvolvido por (Queiroz, 2006) utilizando o modelo de
69
simulação de Thompson. O programa computacional “Scascata” realiza a simulação de
secadores tipo cascata com e sem reaproveitamento do ar. A simulação da operação de
secagem pode ser simulada em secadores tipos cascata com um estádio de secagem e
um de resfriamento ou dois estádios de secagem e um de resfriamento. Podem ser
realizadas simulações com os seguintes produtos agrícolas: milho, milho em espiga e
soja; e ainda, o programa utiliza todas as variáveis associadas ao processo para poder
realizar a simulação da secagem (Queiroz et al., 2005).
Custo operacional de secagem
O programa computacional “Custo de secagem de grãos em secador tipo
cascata”, desenvolvido por Queiroz e Valente (2004), calcula o custo de secagem
(Figura 2.9) .
No programa, pode-se escolher entre várias opções, dentre elas citam-se:
1)
escolha de quatro produtos: soja ou milho, trigo e arroz.
2)
dados sobre o teor de água do produto: teor inicial de água e final do produto.
3)
tipo de secador: com ou sem reaproveitamento do ar de secagem, ou com
reaproveitamento duplo de ar.
4)
fonte de aquecimento do ar: tipo de combustível, preço do combustível, e outros.
5)
dados gerais sobre o sistema de secagem: capacidade de secagem; potência total
dos sistemas de movimentação de grãos e de ar; tempo de utilização (h ano
-1
);
vida útil do secador e transportadores (ano); e vida útil do queimador/fornalha
(ano).
6)
demais dados para análise econômica: preço de aquisição do sistema de secagem
excluindo a fornalha; preço de aquisição do queimador/fornalha; valor de sucata;
juros sobre o capital médio investido; taxas de seguro, impostos e alojamento;
reparos e manutenção de secador/transportadores; reparos e manutenção do
queimador/fornalha; salários da mão-de-obra direta; encargos sociais; valor do
salário total do pessoal administrativo; e rateio do salário do pessoal
administrativo para o sistema de secagem e preço da energia elétrica.
70
Figura 2.9. Tela de apresentação do programa computacional “Custo de secagem de
grãos em secador tipo cascata”.
Avaliação da qualidade do produto
Conforme os padrões de classificação estabelecidos para a comercialização do
milho, o produto, após a secagem, foi submetido ao teste qualidade de índice de trincas.
Entretanto o produto não foi novamente classificado após a secagem.
2.4.2. Estudos de caso – Aplicação da metodologia, em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia
A metodologia proposta foi aplicada em duas unidades armazenadoras da
CAROL, considerando-se seus equipamentos, fluxo de produtos na safra e, ou safrinha
e funcionários.
71
2.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
2.5.1. Unidade armazenadora de Ituverava
A unidade armazenadora localizada na cidade de Ituverava tem capacidade
estática de armazenagem para 35.000 toneladas de grãos, armazenando soja e milho na
safra e milho e sorgo na safrinha agrícola. Esta unidade armazenadora possui uma
capacidade de secagem de 120 t h
-1
.
A Figura 2.10 apresenta uma visão geral da unidade armazenadora de Ituverava.
Figura 2.10. Vista aérea da unidade armazenadora de Ituverava, SP.
72
A seguir, é apresentado o fluxograma da unidade armazenadora de Ituverava
com todas as alternativas de transporte de grãos para linhas de produto úmido e de
produto seco (Figura 2.11). Em cada linha de processamento, podem-se observar os
equipamentos a ser acionados no processo de secagem e armazenamento. O Quadro 2.8
apresenta a legenda para este fluxograma.
Quadro 2.8. Legenda para o fluxograma da Figura 2.11
Legenda Descrição
M = Moega
EL = Elevador de caçamba
ELs = Elevador de caçamba do secador
ML = Máquina de limpeza
MPL = Máquina de pré-limpeza
S = Secador
FT = Fita transportadora
Gran = Silo graneleiro
FT
i
= Fita transportadora inferior do graneleiro
FT
s
= Fita transportadora superior do graneleiro
O Quadro 2.9 mostra as caracterísitcas técnicas e dados nominais dos
equipamentos em estudo no fluxogramada Figura 2.11.
Quadro 2.9. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja em grãos
(Continua)
Capacidade de
transporte
Velocidade
de
transporte
Distância de
transporte
Massa
específica
do produto
Caçambas por
metro
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
caç m
-1
kW (cv)
EL 1 120 92 17 750 12,5 9,2 (12,5)
EL 2 80 92 35 750 5,0 14,72 (20)
EL 3 80 92 35 750 5,0 14,72 (20)
EL 4 80 92 39 750 5,0 14,72 (20)
EL 5 80 92 39 750 5,0 14,72 (20)
ELsec 6 80 92 39 750 5,0 14,72 (20)
EL 7 120 92 27 750 12,5 14,72 (20)
EL 8 80 92 35 750 5,0 14,72 (20)
EL 9 120 92 27 750 12,5 14,72 (20)
EL 10 120 92 27 750 12,5 14,72 (20)
EL 11 50 119 27 750 5 3,68 (5)
EL 12 120 92 27 750 12,5 14,72 (20)
EL 13 200 65,5 44 750 10,0 50 (36,8)
73
Quadro 2.9. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja em grãos
(Continuação)
Capacidade de
transporte
Velocidade de
transporte
Distância a ser
percorrida pelo
transportador
Massa
específica do
produto
Largura da fita
transportadora
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
m kW (cv)
FT 01 120 106 54,0 750 0,61 3,68 (5)
FT 02 120 106 37,0 750 0,61 3,68 (5)
FT 03 120 106 19,5 750 0,61 1,47 (2)
FTs 04 120 106 94,0 750 0,61 5,52 (7,5)
FTi 05 200 127 100,0 750 0,61 7,36 (10 )
FT 06 120 106 31,0 750 0,61 2,21 (3)
FT 07 120 106 26,0 750 0,61 2,21 (3)
FT 08 120 106 22,5 750 0,61 3,68 (5)
FT 09 120 106 23,0 750 0,61 1,47 (2)
Capacidade de
limpeza
Velocidade de
funcionamento -
exaustor
Velocidade de
funcionamento -
peneiras
Massa
específica do
produto
Área de
peneiras /
movidas por
molas
Motorização
t h
-1
rpm rpm kg m
-3
m
2
kW (cv)
MPL 1 40 - - - 1,65 10 + 5
MPL 2 40 - - - 1,65 10 + 5
MPL 3 40 - - - 1,65 10 + 5
MPL 4 40 - - - 1,65 10 + 5
ML 1 40 - - - 1,65 10 + 2,5
ML 2 40 - - - 1,65 10 + 2,5
ML 3 40 - - - 1,65 10 + 2,5
ML 4 40 - - - 1,65 10 + 2,5
Capacidade de
secagem
Câmara de
secagem
Câmara de
resfriamento
Vazão de ar
Tipo de
ventilador
Motorização
t h
-1
m m m
3
h
-1
kW (cv)
S1 60 13,60 4,50 63.000 centrífugo 73,6 (100)
S2 60 13,60 4,50 63.000 centrífugo 73,6 (100)
Fabricante
Tipo de
fornalha
Capacidade
Consumo
de lenha
Área de
grelha
Tipo de
grelha
kJ h
-1
m
3
h
-1
m
2
Fornalha 1
Maringá Fogo direto 14,83 x 10
6
2,66 5,4 plana
Fornalha 2
Maringá Fogo direto 14,83 x 10
6
2,66 5,4 plana
Capacidade
estática de
armazenamento
Nº de septos Largura Comprim. Altura
Tipo de
aeração
t adm m m m
Graneleiro
35.000 2 35 110
± 20
túnel
74
Figura 2.11. Fluxograma operacional da unidade de Ituverava
M1 EL2
M2 EL3
MPL4
MPL3
MPL2
MPL1
ELs6
ELs4
S2
S1
FT1
ML4
ML3
ML2
ML1
EL10 FT1 FT3
EL13
EL12
FTs4
Gran.
FTi5
EL13
EL12
FT6
Silo metálico
de ex
p
edi
ç
ão
EL11
Silo metálico
de expedição
FT7
EL9
EL8
Expedição
Ferroviária
Silo Pulmão
de concreto
Expedição
Rodoviária
EL7
MPL2
MPL1
EL9
Silo Pulmão
de concreto
EL7
Exped
Ferrov.
Exped.
Rodov
.
M3 FT8
EL1 FT9
EL5
EL6
EL4
S2
S1
FT1
Moe
g
a
75
De acordo com a Figura 2.11, no recebimento de grãos, foram observadas as
seguintes situações:
a)
Não há a separação de linhas de fluxo de produtos agrícolas, sendo que, alguns
caminhões podiam trazer produtos úmidos e outros produtos praticamente secos,
ambos descarregando nas mesmas duas moegas.
b)
O layout da unidade armazenadora possibilitava descarregar o produto nas duas
moegas, bem como a alimentação dos elevadores de caçambas EL2 e EL3 e
estes à alimentação das máquinas de pré-limpeza MPL1, MPL2, MPL 3 e
MPL 4 conjuntamente .
c)
Foi observado que este processo de secagem, não proporcionava a uniformidade
dos grãos secados, podendo, assim, dificultar o processo de conservação de
grãos, pois, numa mesma massa de grãos secados poderia haver, por exemplo,
no caso do milho, grãos com teor de água na faixa de 11 a 15 %, quando o
desejado seria o milho com 13% de teor de água.
d)
Outro problema observado nesta unidade foi a super secagem de um lote de
milho, que estava com o teor de água na faixa de 9 a 12%, devido ao
preenchimento da carga do secador com produto que estava na moega com um
teor inicial de água próximo ao teor de água de armazenamento e foi misturada
com grãos úmidos, que já estavam na mesma moega.
e)
Desta forma, a capacidade de secagem é diminuída, o gasto energético
aumentado e a uniformidade de secagem é ruim, aumentando, assim, os
problemas relacionados à operação de aeração.
Transporte
Considerando a linha de processamento de produto do secador 2, fez-se uma
estimativa do gasto de energia no sistema de transporte para a secagem de um lote de
60 t de milho.
O Quadro 2.10 indica o consumo e o gasto com energia elétrica dos
transportadores, envolvidos na linha de processamento do secador 2.
76
Quadro 2.10. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento do
secador 2 com transportadores
Potência
Altura de elevação
ou distância de
transporte
Capacidade
de transporte
nominal
Tempo
de
operação
Consumo Custo
Equipamento
cv m t h
-1
h kWh R$ lote
-1
Elevadores de caçamba
EL 2 20 35 80 1,5 22,08 3,09
EL 3 20 35 80 1,5 22,08 3,09
EL 6 20 39 80 3 44,16 6,18
EL 10 15 23 120 3 33,12 4,64
EL 13 50 44 200 3 110,4 15,46
32,46
Fitas transportadoras
FT 1 5 54 120 3 11,04 1,55
FT 3 2 19,5 120 3 4,416 0,62
FT 4 7,5 88 120 3 16,56 2,32
6,03
Total de transportadores (R$ (lote de 60 t de grãos)
-1
) R$ 36,95
Total de transportadores (R$ (lote t de grãos)
-1
) R$ 0,62
Tarifa de energia elétrica (R$ kWh
-1
) R$ 0,14
De acordo com o Quadro 2.10, o gasto com energia elétrica para a secagem de
um lote de milho foi de R$ 32,46 para os elevadores de caçambas (R$ 0,54 t
-1
); para as
fitas transportadoras, R$ 6,03 (R$ 0,10 t
-1
). Dessa forma, o custo total com os
transportadores da linha de processamento foi de R$ 36,95 para secagem de um lote de
60 t de milho (R$ 0,62 t
-1
de milho).
Em geral, observou-se que a utilização da energia para alimentação dos
transportadores, nas unidades armazenadores, não segue princípios técnicos de
racionalização de energia. Por esta razão, pode ocorrer: (i) maior gasto com energia
elétrica nos equipamentos; (ii) maior manutenção nos equipamentos mecânicos; (iii)
falta de um plano sistemático de manutenção; (iv) utilização de óleos, graxas e
lubrificantes fora das especificações propostas para os equipamentos; e (v) utilização
indiscriminada dos equipamentos, sem a adoção de critérios mínimos para acioná-los.
77
Redimensionamento de transportadores e avaliação da capacidade de transporte
efetivo dos transportadores
Foram estudados os transportadores de grãos da unidade armazenadora (Fitas
transportadoras 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9; e elevadores de caçambas 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,
11, 12 e 13).
No Quadro 2.11, é apresentada a comparação da potência dos transportadores no
projeto original (1) e do redimensionamento desses transportadores (2), considerando-se
a literatura técnica pertinente.
Quadro 2.11 Potência demandada nas fitas transportadoras da unidade obtida por
diferentes formas
Potência demandada
Projeto (1) Redimensionamento (2)
Equipamento
cv kW cv kW
FT 1 5,00 3,68 7,50 5,52
FT 3 2,00 1,47 4,00 2,944
FT
4 7,50 5,52 7,50 5,52
FT
5 10,00 7,36 10,00 7,36
FT 6 3,00 2,21 4,00 2,94
FT 7 3,00 2,21 4,00 2,94
FT 8 5,00 3,68 4,00 2,94
FT 9 2,00 1,47 4,00 2,94
Total 37,50 27,60 45,00 33,12
De acordo com o Quadro 2.11, para as fitas transportadoras da unidade
armazenadora, a potência demandada de projeto (1) foi igual a 27,6 kW (37,5 cv) e a
potência demandada pelo redimensionamento (2), utilizando a literatura técnica com um
coeficiente de segurança de 15%, além dos coeficientes já embutidos nas formulações,
foi de 33,12 kW (45 cv). De posse destes valores de potência demandada, fica
assegurado que as potências de projeto para as fitas transportadoras estão coerentes com
a técnica de dimensionamento de transportadores, sem a adoção de 15% do coeficiente
de segurança, no caso estudado e mantendo-se os coeficientes de segurança já
embutidos nas equações técnicas utilizadas.
O Quadro 2.12 mostra a comparação entre direntes formas de dimensionamento
dos elevadores de caçambas. A opção (1) mostra os dados de projeto dos elevadores; a
opção (2) considera o redimensionamento dos elevadores, considerando a literatura
técnica, inclusive com a adoção de coeficientes de segurança e a opção (3) considera o
redimensionamento dos elevadores, considerando a literatura técnica, dados medidos no
78
ato da operação de transporte, e dados de transporte para a capacidade máxima,
considerando também a adoção de coeficientes de segurança.
Quadro 2.12. Potência demandada em elevadores de caçamba da unidade armazenadora
obtida por diferentes formas
Projeto
original (1)
Redimensionamento
técnico (2)
Redimensionamento com
dados reais máximos (3)
Potência Potência Potência
Equipamento
cv kW cv kW cv kW
EL 02 20,00 14,72 12,50 9,20 25,00 18,40
EL 03 20,00 14,72 12,50 9,20 25,00 18,40
EL
s
04 20,00 14,72 15,00 11,04 25,00 18,40
EL 05 20,00 14,72 15,00 11,04 20,00 14,72
EL 10 20,00 14,72 15,00 11,04 15,00 11,04
EL 12 20,00 14,72 40,00 29,44 25,00 18,40
EL 15 50,00 36,80 40,00 29,44 50,00 36,80
EL
sec
06 20,00 14,72 12,50 9,20 20,00 14,72
EL 08 20,00 14,72 12,50 9,20 20,00 14,72
EL 09 20,00 14,72 15,00 11,04 15,00 11,04
EL 07 20,00 14,72 15,00 11,04 15,00 11,04
EL 01 12,50 9,20 10,00 7,36 10,00 7,36
EL 11 5,00 3,68 7,50 5,52 6,00 4,42
Total 267,50 196,88 222,50 163,76 271,00 199,46
De acordo com o Quadro 2.12, para os elevadores de caçambas da unidade
armazenadora, a potência demandada de projeto (1) foi igual a 196,88 kW (267,5 cv),
enquanto a potência demandada pelo redimensionamento utilizando a literatura técnica
(2) com um coeficiente de segurança de 15%, foi de 163,76 kW (222,5 cv). No
dimensionamento, foram considerados os dados coletados do transportador em operação
com 100% de carga nas caçambas e rotação de trabalho com a carga diária (3) com a
adoção de coeficiente de segurança de 15%, a potência demandada, nesta situação, foi
igual a 199,46 kW (271 cv).
A potência demandada máxima dos elevadores de caçambas (3) foi de
199,46 kW e nenhuma outra situação poderia ser superior a esta, para as condições do
experimento, o que de fato não aconteceu. Entretanto, a demanda do projeto original foi
praticamente igual à potência demandada máxima dos elevadores de caçambas (1), ou
seja, 196,88 kW (267,5 cv). Em comparação com a opção do redimensionamento dos
elevadores de caçamba (2), que foi de 163,76 kW (222,5 cv), observa-se que, em média,
o coeficiente de segurança adotado no projeto original dos elevadores de caçamba foi de
79
35% ((20%, em relação aos valores dos dois dimensionamentos (1) e (2), adicionando
os 15% já inclusos na opção 2)).
Capacidade efetiva dos transportadores
Nos quadros 2.13 a 2.15, são apresentados três testes de avaliação da capacidade
de transporte real dos elevadores de caçamba EL 02 e EL 03 da unidade, que
trabalhavam conjuntamente, retirando produto da moega de recepção. Em todas as
situações, a abertura da comporta da moega de descarga de grãos variou de 0,18 a
0,21 m de altura, sendo que 0,22 m é a abertura máxima da comporta.
No primeiro teste, os elevadores de caçambas 02 e 03 trabalharam durante um
período de 4h e 25 min, no segundo teste, 3 h e no terceiro teste, 8 h e 52 min, em três
dias diferentes da semana.
Quadro 2.13. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a carga de
trabalho diário – teste 1
Descrição Unidade
Produto soja úmida e suja
Massa transportada total = 247.337,00 kg
Teor médio inicial de água = 14,80 % b.u.
Teor médio final de água = 11,60 % b.u.
Tempo medido total = 4,42 h
Capacidade de transporte = 56,00 t h
-1
Capacidade de transporte média = 28,00 (t h
-1
) elevador
-1
Capacidade de transporte nominal = 80,00 t h
-1
Quadro 2.14. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a carga de
trabalho diário – teste 2
Descrição Unidade
Produto soja úmida e suja
Massa transportada total = 204.850,00 kg
Teor médio inicial de água = 14,90 % b.u.
Teor médio final de água = 11,30 % b.u.
Tempo medido total = 3,00 h
Capacidade de transporte = 68,28 t h
-1
Capacidade de transporte média = 34,14 (t h
-1
) elevador
-1
Capacidade de transporte nominal = 80 t h
-1
80
Quadro 2.15. Capacidade de transporte efetiva dos elevadores 02 e 03 com a carga de
trabalho diário – teste 3
Descrição Unidade
Produto soja úmida e suja
Massa transportada total = 756.713,00 kg
Teor médio inicial de água = 15,00 % b.u.
Teor médio final de água = 11,80 % b.u.
Tempo medido total = 8,03 h
Capacidade de transporte = 94,24 t h
-1
Capacidade de transporte nominal = 80 t h
-1
Capacidade de transporte média = 47,12 (t h
-1
) elevador
-1
Capacidade de transporte nominal = 80 t h
-1
O resultado da medida individual da capacidade efetiva de movimentação de
grãos dos elevadores de caçamba EL 02 e EL 03 da unidade armazenadora de Ituverava,
que possuem capacidade nominal de 80 t h
-1
, com base nas condições operacionais
estabelecidas durante o experimento, foram de 28, 34 e 47 t h
-1
. Em termos ilustrativos,
a utilização da potência de apenas um dos motores seria quase suficiente para realizar a
retirada dos grãos das duas moegas. Devido a este problema, ocorreram as seguintes
situações:
(i)
os trabalhadores que descarregavam os caminhões precisavam deslocar-se de
uma moega para outra, a todo instante;
(ii)
o produto, que era descarregado no fluxo da moega velha, alimentava um silo
pulmão, o qual não dispunha de sistemas de termometria e de aeração para
preservar a qualidade do produto úmido;
(iii)
a utilização de mão-de-obra suplementar junto ás máquinas de pré-limpeza do
circuito da moega velha, que poderia estar sendo utilizada em outra função; e
(iv)
de acordo com o redimensionamento técnico, foi possível estimar a capacidade
de transporte do transportador, que foi igual a 80 t h
-1
, sendo que, para esta
situação, seria necessário um motor de 5,52 kW (12,5 cv), considerando-se um
coeficiente de segurança de 15%, ou seja, os elevadores suportam transportar
uma carga maior, pois, atualmente encontram-se motores de 14,72 kW (20 cv).
Ressalta-se que para que os motores elétricos possam disponibilizar sua potência
nominal, é necessário uma alta eficiência de transmissão de potência.
Os responsáveis pela unidade armazenadora alegaram que, se os elevadores
funcionassem perto da capacidade nominal, as máquinas de pré-limpeza não
suportariam o fluxo de grãos. É verídica a informação de que a capacidade de limpeza
81
das máquinas de pré-limpeza e limpeza, é inversamente proporcional ao teor de água
dos grãos. De acordo com alguns fabricantes desses equipamentos, para uma máquina
de pré-limpeza com capacidade nominal igual a 20 t h
-1
, grãos com um teor de água de
21% b.u., área de peneiras igual a 10 m
2
e massa específica de 750 kg m
-3
e uma
variação de um ponto percentual no teor de água de 21% b.u. para 22% b.u, por
exemplo, a capacidade das máquinas ficaria reduzida em 10%, ou seja, 18 t h
-1
e assim
por diante.
Máquinas de pré-limpeza e de limpeza
O Quadro 2.16 mostra o consumo e o custo com energia elétrica das máquinas
de limpeza e pré-limpeza, utilizadas na linha de processamento do secador 2.
Quadro 2.16. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento do
secador 2 com máquinas de limpeza e pré-limpeza
Equipamento Potência Tempo de operação Consumo Custo
kW (cv) h kWh R$ lote
-1
Máquinas de limpeza e de pré-limpeza
MPL 01 11,04 (15) 0,75 8,28 1,16
MPL 02 11,04 (15) 0,75 8,28 1,16
MPL 03 11,04 (15) 0,75 8,28 1,16
MPL 04 11,04 (15) 0,75 8,28 1,16
ML 1 9,20 (12,5) 0,75 6,90 0,97
ML 2 9,20 (12,5) 0,75 6,90 0,97
ML 3 9,20 (12,5) 0,75 6,90 0,97
ML 4 9,20 (12,5) 0,75 6,90 0,97
Total de transportadores R$ (60 t de grãos)
-1
R$ 8,50
Total de transportadores R$ (t de grãos)
-1
R$ 0,14
Tarifa de energia elétrica 0,14 R$ kWh
-1
De acordo com o Quadro 2.16, o gasto com energia elétrica para secagem de um
lote de milho foi de R$ 8,50 (R$ 0,14 t
-1
) para as máquinas de limpeza e pré-limpeza.
Regulagem de máquinas (limpeza, pré-limpeza)
A avaliação da regulagem das máquinas foi feita por inspeção visual.
Na unidade armazenadora de Ituverava, praticamente, nenhum funcionário da
linha de produção possuía conhecimento suficiente para regular as máquinas de pré-
limpeza e limpeza. Foram constatadas situações em que a alimentação, na entrada das
82
quatro máquinas de pré-limpeza era muito desuniforme, devido a regulagem da
distribuição de fluxo na entrada dessas máquinas, sobrecarregando, assim, algumas
delas.
Secador
O Quadro 2.17 mostra o consumo e o custo com energia elétrica para o motor do
ventilador do secador, cuja potência é de 73,6 kW (100 cv) e do motor da descarga do
secador, 2,21 kW (3 cv), na linha de processamento do secador 2.
Quadro 2.17. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento do
secador 2 com o motor do ventilador e descarga do secador
Potência
Tempo de
operação
Consumo Custo
Equipamento
kW (cv) h kWh R$ lote
-1
Secador 2
Ventilador e descarga do secador
S2 103 3 227,4 31,84
Total de transportadores (R$ (lote de 60 t de grãos
-1
)) 31,84
Total de transportadores (R$ (lote t de grãos
-1
)) R$ 0,53
Tarifa de energia elétrica 0,14 R$ kWh
-1
De acordo com o Quadro 2.17, o gasto com energia elétrica para secagem de um
lote de milho foi de R$ 31,84 (R$ 0,53 t
-1
) para o motor do ventilador e da descarga do
secador.
Comparação da temperatura dos grãos na câmara de secagem medida e os valores
recomendados na literatura técnica
No teste de secagem realizado na unidade armazenadora de Ituverava (milho),
foram medidas a temperatura dos grãos e a temperatura do ar de secagem, conforme
descrito no Quadro 2.18.
83
Quadro 2.18. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de secagem –
produto milho
Temperatura (ºC)
Tempo de carga Tempo de secagem Tempo de carga
Lote
(min) (min) (min)
00 30 60 90 120 150 180 210 240
Câmara de secagem 46,9 55,3 46,3 46,7 47,7 65,6 54,4 60,2 46,6
1
Ar de secagem 69,3 96,5 88,3 86,0 132 105 92,5 121 107
Câmara de secagem 54,4 60,2 46,6 44,8 57,0 53,8 54,0 47,5 35,8
2
Ar de secagem 92,5 121 107 102 106 97,4 82 93,5 63
Câmara de secagem 54,0 47,5 35,8 38,3 51,1 57,1 54,8 62,5 49,3
3
Ar de secagem 82 93,5 63 80 99 104 105 97,8 105
O Quadro 2.19 mostra a temperatura na massa de grãos na câmara de secagem
em função do uso final do produto. Outros estudos mostram uma grande variação de
valores, em comparação aos apresentados no Quadro 2.19.
Quadro 2.19. Temperatura máxima permitida na massa de grãos durante a secagem
Produto Finalidade Temperatura da massa de grãos (ºC)
Milho
Amido 55
Alimento animal 82
Fonte: Weber (1995)
No Quadro 2.19 observa-se que a temperatura recomendada para a massa de
grãos, é 55ºC, no máximo, temperatura esta que atenderá ao critério sobre a qualidade
do milho e do sorgo para processamento na indústria (WEBER, 1995). Entretanto, nos
casos descritos, a temperatura atingiu valores acima do recomendado, o que pode ter
afetado a qualidade do produto que foi seco.
Fontes complementares de energia
Combustível
Em geral, a utilização de energia térmica nas unidades armazenadoras é feita de
forma não otimizada. Normalmente utilizada, a lenha perde massa até o momento de
sua utilização, devido ao ataque de microorganismos por ser armazenada a céu aberto.
A regulagem das entradas de ar da fornalha e a operação dos secadores também
são precárias. Devido à falta de padronização da lenha, quanto ao tamanho, diâmetro e
teor de água, ocorre uma diminuição da energia disponível para o sistema de secagem.
84
A utilização de secadores com reaproveitamento do ar de exaustão ajudam a
melhorar a eficiência de secagem.
Avaliação de fornalhas a fogo direto para combustíveis sólidos
No Quadro 2.20, apresentaram-se a descrição e especificações técnicas nominais
da fornalha utilizada.
Quadro 2.20. Dados nominais da fornalha da unidade armazenadora de Ituverava
Equipamentos industriais Maringá LTDA
Modelo FS65, 1986;
Capacidade 4,18 MW térmicos (3,6x10
6
kcal h
-1
)
Consumo de lenha 1200 kg h
-1
ou 2,66 m
3
h
-1
Área de grelha (3) (1,80) = 5,4 m
2
Altura 3,70 m
Volume da câmara de combustão (3) (3) (3,70) = 33,3 m
3
Possui 6 entradas de ar 0,30 x 0,30 m
Número de portas de inspeção (2)
Altura do piso a porta de abastecimento de lenha 1,06 m
Análise do combustível lenha (poder calorífico inferior, teor de água e dimensões)
De posse dos dados da análise da lenha quanto a poder calorífico inferior e teor
de água, pode-se delinear o Quadro 2.21.
Quadro 2.21. Teor de água e poder calorífico de lenha em três estados de conservação
Tara
Tara +
lenha
Teor de água PCS PCS
g g % kcal kg
-1
MJ kg
-1
Lenha rachada 280,7 2088,7 24,7 4473,52 18,73
Lenha superficial velha 278,3 1786,6 27,4 4469,95 18,71
Lenha superficial nova 230,2 1801,8 21,2 4464,61 18,69
De acordo com os valores apresentados no Quadro 2.21, não houve uma
diferença significativa entre os valores de poder calorífico superior (PCS) para os três
tipos de lenha, sendo que a lenha velha e a lenha não rachada nova são da mesma
espécie e a lenha rachada nova de uma espécie diferente. No entanto, quanto maior a
deterioração da lenha, menor será sua massa específica, o que resulta em prejuízo
financeiro para a unidade armazenadora. Ressalta-se que os valores encontrados para o
PCS da lenha foram muito superiores aos encontrados na literatura técnica.
85
No Quadro 2.22, encontram-se os dados de análise da massa específica básica de
três tipos de lenha.
Quadro 2.22. Massa específica básica de três tipos de lenha
Massa específica básica da lenha (kg m
-3
)
Lenha rachada nova Lenha não rachada nova Lenha velha
506,39 530,32 569,44
510,33 544,92 499,71
511,71 562,62 527,50
No Quadro 2.22, observa-se que adotando-se a massa específica da lenha
rachada nova igual a 512 kg m
-3
, para a lenha não rachada nova, 563 kg m
-3
e para a
lenha velha foi 499 kg m
-3
, como forma de se mostrar a maior dispersão possível de
valores de perda de matéria seca, tem-se, que, de cada metro cúbico (m
3
) utilizado em
relação à lenha não rachada nova, 11% é desperdiçado da lenha velha e 9% da lenha
rachada nova. Este desperdício de lenha reflete-se em aumento dos custos para a
unidade armazenadora e uso irracional do combustível. A análise feita de perda de
matéria seca na lenha armazenada ao tempo é apenas preliminar e carece de estudos
mais aprofundados. Dentre os estudos, que podem ser desenvolvidos está a influência de
cobertura em pátio de armazenamento de lenha na perda de matéria seca.
Durante uma safra agrícola, em que se consome cerca de 3000 m
3
de lenha, para
as duas unidades em estudo, supondo-se que o desperdício de lenha médio seja o da
lenha velha em relação à lenha rachada nova, o volume total de lenha desperdiçada por
deterioração de 341 m
3
de lenha por safra, o que representaria financeiramente, uma
economia de R$ 12.000,00 por safra. Com este recurso possivelmente poder-se-ia
construir uma cobertura metálica para proteção da lenha de uma das 25 unidades
armazenadoras da cooperativa.
Determinação da vazão de ventilador utilizado em unidade armazenadora
Aplicando-se a metodologia apresentada, obteve-se o cálculo para o ventilador,
conforme apresentado a seguir.
O Quadro 2.23 apresenta o balanço de massa e energia para o cálculo do
ventilador, a ser utilizado para secagem de 60 t de milho. Os dados de entrada foram
obtidos a partir da média de três repetições do experimento.
86
Quadro 2.23. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão do ventilador
(Continua)
Balanço de massa e energia
Produto milho
Massa inicial – valor nominal 60.000,00 kg
Teor médio inicial de água 20,00 % b.u.
Teor médio final de água 13,00 % b.u.
Teor médio final de água 0,15 decimal, b.s.
Condições ambientais
Umidade relativa inicial média 52,66 %
Temperatura inicial média 24,71 ºC
Condições da secagem:
Temperatura média de secagem 96,00 ºC
Temperatura média de exaustão 30,96 ºC
1º Passo
Cálculo da água a ser evaporada - U (% bu):
Peso de água (Pa
1
) 12.000,00 kg de água
Peso de matéria seca (Pms) 48.000,00 kg de matéria seca
Peso de água (Pa
2
) 7.172,41 kg de água
Quantidade de água a ser evaporada 4.827,59 kg de água
2º Passo
Condições ambientais (1)
Umidade relativa 1 média (UR1) 52,66 %
Temperatura inicial média (T1) 24,71 ºC
Entalpia específica 1 média (E1) 59,90 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 1 média (RM1) 0,01 kg de vapor d´agua (kg de ar seco)
-1
Ar de secagem (2)
Temperatura de secagem média (T2) 96,00 ºC
Entalpia específica 2 (E2) 137,00 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 2 (RM2) 0,01 kg de vapor d´agua (kg de ar seco)
-1
87
Quadro 2.23. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão do ventilador
(Continuação)
Ar de exaustão (3)
Temperatura média de exaustão (T3) 30,46 ºC
Entalpia específica 3 (E3) 137,00 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 3 (RM3) 0,04 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Volume específico (VE3) 0,92 m
3
(kg de ar seco)
-1
3º Passo
Cálculo da quantidade de energia necessária
Variação da razão de mistura (ΔRM)
0,03 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Massa de ar seco 166.239,19 kg de ar seco
Massa específica do ar kg de ar seco (m
-3
)
Variação de entalpia (ΔE)
77,10 kJ (kg de ar seco)
-1
Energia total (Et) 12.817.041,89 kJ de ar seco
4º Passo
Cálculo da quantidade de lenha
Poder calorífico inferior da lenha - medido 4.186,00 kcal (kg de lenha)
-1
Poder calorífico inferior da lenha - medido 17.500,00 kJ (kg de lenha)
-1
Rendimento médio da fornalha a lenha 50,00 %
Consumo de lenha (C
L
) 1.464,80 kg de lenha
5º Passo
Cálculo do tamanho do ventilador
Tempo de operação - medido 180,00 min
Vazão de ar seco (Qas) 2.770,65 kg de ar seco (min)
-1
Vazão de ar (Q) 2.549,00 m
3
min
-1
Vazão de ar (Q) 15.2940,06 m
3
h
-1
(de ar)
Excesso de ar 30% %
Vazão de ar com excesso de ar - calculado 198.822,08 m
3
h
-1
(de ar)
Vazão de ar com excesso de ar - calculado 3.313,70 m
3
min
-1
De acordo com o Quadro 2.23, a vazão de ar do ventilador, considerando-se um
excesso de ar de 30%, foi igual a 198.822,08 m
3
h
-1
. Este valor de vazão do ventilador é
aceitável para um secador com capacidade de secagem de 60 t h
-1
, pois, segundo o
fabricante do equipamento o valor mínimo seria de 63.000,00 m
3
h
-1
, para secagem em
modo contínuo, para grãos com teor de água inferior a 18% b.u.. Isto significa que não
haverá falta de ar, não comprometendo, portanto, a operação de secagem dos grãos, pois
tanto para a secagem em lotes, como na secagem de forma contínua, haveria massa de
ar suficente para o processo de secagem.
Dimensionamento da fornalha
O Quadro 2.24 mostra o cálculo da área de grelha da fornalha, a partir dos dados
coletados no teste de secagem realizado na unidade armazenadora.
88
Quadro 2.24. Cálculo da área de grelha da fornalha
Cálculo da fornalha
1º Passo
Características do ventilador
Fluxo - calculado 1.104,57 m
3
min
-1
Pressão estática medida 120,00 mmca
2º Passo
Acréscimo máximo de temperatura
Variação de temperatura 80,00 ºC
3º Passo
Temperatura do ambiente (Ta) 20,00 ºC
4º Passo
Massa específica média do ar (20 e 80ºC) – tabelado –
(Andrade et al.; 1984)
1,10 kg m
-3
Calor específico do ar – tabelado – (Andrade et al.; 1984) 0,24 kcal (kg ºC)
-1
Quantidade de calor necessário (Q) 1.628,39 kJ s
-1
5º Passo
Supondo que:
Teor inicial de água 20,00 b.u. %
Teor final de água 13,00 b.u. %
Logo a quantidade de água a evaporar por kg de produto úmido
Quantidade de água 0,08
kg de água (kg de
produto úmido)
-1
6º Passo
Quantidade de produto a secar por hora
Rendimento da secagem – (Andrade et al.; 1984) 50 %
Calor de vaporização da água (L) 2.500,00 kJ (kg de água)
-1
Massa de água (ma) 0,33 kg de água (s)
-1
Massa de água (ma) 1.172,44 kg de água (h)
-1
Massa de produto (mp) 14.571,74 kg de produto (h)
-1
Massa de produto (mp) 14,57 t de produto (h)
-1
7º Passo
Cálculo da superfície da grelha – Taxa de combustão admitida
Quantidade de lenha que o secador consome por hora . m
L
(Q
L
) 0,09 kg s
-1
Massa de lenha (m
L
) 334,98 kg de lenha h
-1
Taxa e combustão admitida - grelha plana - carga manual e ar forçado 200,00 kg (h m
2
)
-1
A superfície total da grelha será (S) (Rendimento da fornalha de 100%) 1,67 m
2
A superfície total da grelha será (S) (Rendimento da fornalha de 50%) 3,34 m
2
O Quadro 2.24, mostra que a área mínima de grelha considerando-se um secador
com capacidade de secagem de 60 t h
-1
deve ser igual a 3,34 m
2
. De acordo com
Silva (2005), para uma capacidade de secagem de 60 t h
-1
, seria necessária uma área de
grelha plana de 6,92 m
2
, no mínimo. A área de grelha medida na unidade armazenadora
é de 5,4 m
2
e a nominal é de 6 m
2
. Dessa forma, a área de grelha da unidade
armazenadora satisfaz as condições necessárias à queima de combustível, para o
fornecimento de energia necessária à secagem do produto agrícola, em tempo
predeterminado, considerando somente este critério de análise.
89
Monitoramento de variáveis no processo de secagem
Temperatura
O Quadro 2.25 mostra as temperaturas medidas, durante a avaliação do sistema
de secagem. A temperatura inicial dos grãos foi de 27 ºC para o 1º lote; 29,4 ºC para o
2º lote; e 25,3 ºC para o 3º lote.
Na duração do processo de secagem, deve-se considerar o período intercalado de
30 minutos para o início de cada sequência de leituras de um mesmo lote, que estará
saindo ou entrando no secador na operação de recirculação. Desta forma, nos primeiros
60 minutos da operação de secagem pode haver: (i) operação de descarga dos grãos,
simultâneamente com o enchimento do secador; ou (ii) início da operação de
recirculação de grãos / secagem; nos 60 minutos seguintes: secagem dos grãos; e nos
últimos 60 minutos: (i) operação de descarga dos grãos da operação de recirculação,
simultâneamente com o enchimento do secador.
Quadro 2.25. Variação da temperatura nas câmaras do secador 2
Duração do processo de secagem, (min)
Lote 00 30 60 90 120 150 180 210 240
01 27,2 26 28 27,5 28,9 27,5 29 27 25,1
02 29 27 25,1 25,1 24 23 18 19,2 21,2
Ambiente
03 18 19,2 21,2 23,2 24,5 24,9 26 26 26,5
01 46,9 55,3 46,3 46,7 47,7 65,6 54,4 60,2 46,6
02 54,4 60,2 46,6 44,8 57,0 53,8 54,0 47,5 35,8
Câmara de
secagem
03 54,0 47,5 35,8 38,3 51,1 57,1 54,8 62,5 49,3
01 28,0 28,0 28,0 27,5 27,0 26,9 26,8 26,5 26,8
02 26,8 26,5 26,8 25,5 24,2 23,5 20,0 21,5 23,0
Ar frio
03 20,0 21,5 23,0 24,2 26,0 25,8 26,5 28,0 28,0
01 27,0 31,0 30,9 29,5 29,4 31,3 36,3 34,7 38,6
02 36,3 34,7 38,6 38,6 29,6 31,5 25,3 29,8 32,8
Câmara
ffria
03 25,3 29,8 29,6 25,9 26,0 28,8 35,0 30,7 36,1
01 25,5 47,3 37,7 41,0 39,0 45,1 34,6 29,0 26,2
02 34,6 29,0 26,2 31,7 25,6 25,3 22,8 25,5 26,4
Câmara de
exaustão
03 22,8 25,5 26,4 26,9 28,6 29,8 31,2 29,1 29,5
01 69,3 96,5 88,3 86,0 132 105 92,5 121 107
02 92,5 121 107 102 106 97,4 82 93,5 63
Temperatura (ºC)
Ar de
secagem
03 82 93,5 63 80 99 104 105 97,8 105
90
De acordo com o Quadro 2.25, desde o início da primeira repetição até o final da
terceira repetição do teste, foram feitas as observações a seguir:
1)
A temperatura ambiente teve uma variação máxima de 11ºC, variando de 18 a
39ºC.
2)
A temperatura do ar na câmara de secagem teve uma variação máxima de
29,8ºC. Essa variação média foi de 35,8 para 65,6ºC. É recomendável que essa
temperatura seja inferior àquela, que poderá causar danos físico-químicos nos
grãos secados, que é de 55ºC.
3)
A temperatura do ar frio do secador teve uma variação máxima de 8ºC, ou seja,
variou de 20 a 28ºC.
4)
A temperatura da câmara fria do secador teve uma variação máxima de 14ºC,
variou de 25 a 39ºC.
5)
A temperatura do ar de exaustão teve uma variação máxima de 22ºC, variou de
23 a 45ºC. Quanto mais baixa a temperatura do ar de exaustão, melhor a
eficiência energética do secador.
6)
A temperatura do ar de secagem teve uma variação máxima de 63 a 132ºC, tendo
uma variação máxima de 69ºC. No processo de secagem, foi observada uma
variação de 46ºC entre duas leituras consecutivas, sendo que, no intervalo de
30 minutos, a temperatura aumentou de 86 ºC para 132ºC. No processo de
secagem, é importante que não ocorram variações bruscas na temperatura do ar
de secagem, ou na temperatura do ar na câmara de secagem, como forma de
diminuir o índice de quebra dos grãos. Lembrando que o fabricante recomenda
que a temperatura do ar de secagem seja inferior a 100ºC.
Vazão de ar
O Quadro 2.26 apresenta a medição da velocidade do ar, nos diferentes
equipamentos do sistema de aquecimento e geração de calor.
91
Quadro 2.26. Medição da velocidade do ar no secador 2
Entrada de ar nº
Área da
fornalha (cm)
Velocidade do ar na
fornalha (m s
-1
)
Área do ciclone
(cm)
Velocidade do ar no
ciclone (m s
-1
)
1 30 x 30 10,8 13,3 13,2 30 x 15 15,9 - -
11,6 12,5 13,5 18,0 - -
11,5 11,3 12,2 15,8 - -
2 30 x 30 11,0 11,8 11,5 30 x 15 16,2 - -
11,2 10,5 12,2 16,9 - -
10,7 11,0 11,6 16,2 - -
3 30 x 30 13,3 15,1 14,6 30 x 23 15,7 17,2 -
14,4 13,6 14,6 15,2 17,4 -
11,8 12,9 14,6 15,2 19,5 -
4 30 x 30 13,9 14,4 14,3 30 x 22 14,6 16,6 -
14,0 13,4 14,2 13,9 16,7 -
11,7 13,9 14,1 16,4 17,2 -
5 30 x 10 11,7 - - 30 x 20 16,1 18,2 -
10,4 - - 17,6 15,0 -
8,8 - - 17,3 17,1 -
6 30 x 10 12,0 - - 30 x 19 17,1 16,8 -
10,9 - - 15,8 15,7 -
10,8 - - 17,8 19,4 -
7 30 x 20 16,5 17,8 -
- - - - 16,5 16,9 -
17,7 17,5 -
8 30 x 20 17,0 19,0 -
- - - - 18,1 19,2 -
16,8 19,6 -
9 30 x 20 17,7 16,6 -
- - - - 16,5 17,5 -
17,1 19,6 -
10 30 x 20 15,2 15,7 -
- - - - - 16,8 16,5 -
- 17,6 16,9 -
No Quadro 2.26 observa-se que a velocidade do ar nas entradas de ar da fornalha
variaram de 8,8 a 15,1 m s
-1
. De acordo com a literatura técnica (Silva, 2005), é
recomendável que esta velocidade esteja em torno de 5 m s
-1
. Quando a velocidade do ar
esta acima do valor recomendado pela literatura técnica, a tendência do ar é esfriar a
chama dentro da fornalha, reduzindo a quantidade de energia disponível para secagem e
ainda, diminui o tempo de queima dos gases disponíveis na câmara de queima da
fornalha.
O Quadro 2.27 apresenta os dados relativos à umidade do ar e teor de água dos
grãos.
92
Quadro 2.27. Teor de água dos grãos e umidade relativa do ar
Duração da secagem (min)
Lote 00 30 60 90 120 150 180 210 240
01 20,0 19,9 19,5 15,6 16,4 16,3 13,4 14,3 13,6
02 19,0 18,4 19,9 15,5 16,6 14,8 13,4 12,4 12,9
Motonco
03 18,9 20,1 17,9 16,4 16,9 15,4 13,9 13,8 12,9
01 21,7 20,3 17,9 15,5 16,5 15,1 13,9 14,9 13,1
02 21,6 18,5 20,6 16,3 17,8 15,1 13,4 12,1 13,1
Edabo
03 19,3 19,4 17,0 16,7 16,3 14,8 14,5 12,6 11,8
01 58 57 56 56 55 56 56 56 55
02 56 56 55 58 60 61 78 75 70
Teor de água (% b.u.) e umidade
relativa (%)
Ambiente
03 78 75 70 65 61 59 58 57 56
No Quadro 2.27, observa-se que houve uma pequena variação do teor de água
entre as leituras feitas no Edabo (método direto) e pelo aparelho Motonco (método
indireto), comprovando que o equipamento baseado no método indireto estava
calibrado, pois apresentou um erro médio máximo de 6%.
Energia
A massa de lenha consumida, para cada lote de 60 t de grãos secados, durante os
testes de secagem, foram: 1811,92 kg (603,97 kg de lenha por hora) para o teste 1;
1959,15 kg (653,05 kg de lenha por hora) para o teste 2; e 1767,00 kg
(589,00 kg de lenha por hora) para o teste 3.
Fluxo e massa específica dos grãos
O fluxo de grãos no secador foi de 1,43 m
3
min
-1
, supondo uma masa específica
de 700 kg m
-3
e uma capacidade de secagem de 60 t h
-1
.
O Quadro 2.28 apresenta a estimativa da variação da massa específica de milho
durante a operação de secagem.
93
Quadro 2.28. Variação da massa específica de milho na operação de secagem
Tempo de secagem (min)
Lote 00 30 60 90 120 150 180 210 240
01 684,5 685,3 688,3 712,1 708,1 708,6 720,9 717,7 720,3
02 692,0 696,1 685,3 712,6 707,0 715,7 720,9 723,8 722,5
03 692,7 683,8 699,4 708,1 705,4 713,1 719,2 719,6 722,5
No Quadro 2.28, observa-se que a massa específica do milho aumentou com a
diminuição do teor de água, durante o processo de secagem.
Análise do sistema de secagem
Secador tipo torre com fluxos mistos
Baseado nos dados psicrométricos do ambiente, do produto e dados coletados
durante o processo de secagem, obteve-se a avaliação do secador da unidade
armazenadora de Ituverava na secagem de milho, no período de safra 2004/2005.
O Quadro 2.29 apresenta os testes realizados no secador tipo torre de fluxos
mistos, na unidade armazenadora.
94
Quadro 2.29. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade armazenadora de Ituverava (Continua)
Unidade de Ituverava – Secador 2 S/EGQ – Produto milho – Temperatura de chama da fornalha = 1110 ºC ás 12:40 h – Altitude 605 m
Tempo de carga do secador
ou de secagem de grãos na
recirculação (min)
Tempo de secagem da massa
de grãos no período de
recirculação dos grãos (min)
Tempo de descarga de grãos
(min)
Lote 00 30 60 90 120 150 180 210 240
01
20,0 19,9 19,5 15,6 16,4 16,3 13,4 14,3 13,6
02
19,0 18,4 19,9 15,5 16,6 14,8 13,4 12,4 12,9
Teor de água
(% b.u.)
Motonco
03
18,9 20,1 17,9 16,4 16,9 15,4 13,9 13,8 12,9
01
52,66/58 35,95/57 25,05/56 35,34/56 26,35/55 30,43/56 34,79/56 35,2/56 29,96/55
02
34,79/56 35,2/56 29,96/55 34,19/58 38,76/60 42,12/61 57,79/78 57,59/75 52,71/70
Umidade relativa
Psic –calculada /
Medida – psi digital
Ambiente
03
57,79/78 57,59/75 52,71/70 45,41/65 36,62/61 34,44/59 35,95/58 46,89/57 34,03/56
01
27,2/24 26/25 28/23 27,5/25 28,9/25 27,5\25 29/25 27/25 25,1/24
02
29/25 27/25 25,1/24 25,1/23 24/21 23/21 18/19 19,2/21 21,2/21
Ambiente
03
18/19 19,2/21 21,2/21 23,2/22 24,5/24 24,9/24 26/25 26/24 26,5/25
01
46,9 55,3 46,3 46,7 47,7 65,6 54,4 60,2 46,6
02
54,4 60,2 46,6 44,8 57,0 53,8 54,0 47,5 35,8
Câmara de
secagem
03
54,0 47,5 35,8 38,3 51,1 57,1 54,8 62,5 49,3
01
28,0 28,0 28,0 27,5 27,0 26,9 26,8 26,5 26,8
02
26,8 26,5 26,8 25,5 24,2 23,5 20,0 21,5 23,0
Ar frio
03
20,0 21,5 23,0 24,2 26,0 25,8 26,5 28,0 28,0
01
27,0 31,0 30,9 29,5 29,4 31,3 36,3 34,7 38,6
02
36,3 34,7 38,6 38,6 29,6 31,5 25,3 29,8 32,8
Câmara fria
03
25,3 29,8 29,6 25,9 26,0 28,8 35,0 30,7 36,1
01
25,5 47,3 37,7 41,0 39,0 45,1 34,6 29,0 26,2
02
34,6 29,0 26,2 31,7 25,6 25,3 22,8 25,5 26,4
Exaustão
03
22,8 25,5 26,4 26,9 28,6 29,8 31,2 29,1 29,5
01
69,3 96,5 88,3 86,0 132,0 105,0 92,5 121,0 107,0
02
92,5 121,0 107,0 102,0 106,0 97,4 82,0 93,5 63,0
Temperatura
(ºC)
Ar de secagem
03
82,0 93,5 63,0 80,0 99,0 104,0 105,0 97,8 105,0
95
Quadro 2.29. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade armazenadora de Ituverava (Continuação)
Lote Consumo de lenha Secador, tempo (h) T
incial
do grão Duração da secagem (h) Carga Data
kg Carga Descarga (ºC) Início Fim (t)
01 1811,92 1:30 1:30 27 13:20 16:20 60 15/08/04
02 1959,15 1:30 1:30 29,4 16:20 19:20 60 15/08/04
03 1767,00 1:30 1:30 25,3 19:20 22:20 60 15/08/04
96
De acordo com o Quadro 2.29 os dados do teste do secador 2 com 3 repetições
para a unidade armazenadora de Ituverava o tempo de secagem foi de 3 horas. Como
exemplo, adotando-se o lote 1, inicalmente a massa de grãos estava com um teor de
água médio igual a 20,0% b.u.; após uma hora e trinta minutos, que é o tempo
necessário para a recirculação do produto no secador, o teor de água foi reduzido para
15,6% b.u.; e após mais uma hora e trinta minutos, o teor de água do produto foi
reduzido para 13,4% b.u., ficando assim, com o teor de água de armazenamento, saindo
desta forma da operação de recirculação, iniciando assim, a entrada de produto úmido
no secador e a secagem de um novo lote de grãos. Neste período de tempo o teor de
água médio do produto passou de 19,5 a 13,2 % b.u. consumindo em média 1846 kg de
lenha para secar um lote de 60 t de milho. Nesta situação o consumo de lenha foi de
616 kg de lenha por hora, para as condições nominais da fornalha este valor seria de
1200 kg de lenha por hora. Este consumo de lenha é baixo, quando comparado com
outros sistemas e a adoção de procedimentos na operação de secagem podem reduzir
ainda mais o consumo de lenha.
Consumo de energia e eficiência dos secadores
Com os dados coletados no processo de secagem de um lote de milho, foi
possível determinar o consumo de energia gasto no processo de secagem, bem como a
eficiência de secagem do secador instalado na unidade armazenadora.
O Quadro 2.30 mostra o consumo de energia e a eficiência de secagem do
secador tipo torre de fluxos mistos, na secagem de 60 t de milho.
Quadro 2.30. Consumo de energia e eficiência de secagem
Combustível lenha
Consumo na fornalha - medido 616,00 kg h
-1
Poder calorífico inferior - medido 17.500,00 kJ kg
-1
Teor inicial de água - medido 19,50 % b.u.
Teor final de água - medido 13,20 % b.u.
Massa inicial de produto (milho) - nominal 60.000,00 kg
Tempo de secagem - medido 3,00 h
Consumo de energia elétrica - estimado 2.066,40 MJ
Calor latente de vaporização do milho 2.336,67 kJ kg
-1
Perda de peso devido à redução do teor de água 4.354,84 kg de água
Consumo específico de energia (CEE) 7.900,73 kJ kg
-1
de água
Consumo específico de energia não considerando energia
elétrica
7.426,22 kJ kg
-1
de água
Eficiência do secador 29,58 %
97
De acordo com o Quadro 2.30, o consumo específico de energia do secador da
unidade armazenadora de Ituverava foi de 7.900,73 kJ kg
-1
de água evaporada e de
7.426,00 kJ kg
-1
de água evaporada, não considerando a energia elétrica gasta, sendo
que a eficiência do secador considerando-se a energia elétrica gasta foi de 29,58%. Este
valor de consumo específico não é satisfatório, significando que os procedimentos
adotados no processo de secagem podem até estar sendo bem executados, mas não de
forma otimizada. No cálculo da eficiência do secador, não foram computadas as perdas
ocorridas no processo de secagem. Este valor é semelhante àquele de outros secadores
do mesmo tipo, considerando-se que eles também não trabalham de forma otimizada,
existindo, portanto, a possibilidade de melhorar a eficiência do secador.
Parâmetros de avaliação do sistema de secagem
Conforme Bakker-Arkkema et al. (1992) e Silva (2000), os parâmetros a serem
considerados na avaliação de desempenho dos secadores são apresentados no
Quadro 2.31.
Quadro 2.31. Resultado experimental da avaliação energética do sistema de secagem
(Continua)
Parâmetro Repet. Repet. 2 Repet. 3
Do produto – milho:
Teor inicial de água médio, % bu - medido 19,8 19,1 19,0
Teor final de água médio, % bu - medido 13,8 12,9 13,5
Temperatura inicial média, °C - medida 27,0 29,4 25,3
Temperatura final média, °C - medida 36,53 29,3 33,93
Impurezas, % - estimada <1,0 <1,0 <1,0
Massa específica inicial, kg.m
-3
- calculada 684,5 692,0 692,7
Massa específica final, kg.m
-3
- calculada
720,3 722,5 722,4
Massa inicial, kg – dado nominal 60.000,00 60.000,00 60.000,00
Massa final, kg – dado nominal 55.823,67 55.729,05 56.184,97
Do ar:
Temperatura média de secagem, °C - medida 116,3 96,8 91,1
Temperatura média ambiente, °C - medida 27,5 24,2 23,3
Umidade relativa média do ambiente, % -
medida
56,1 63,2 64,3
Do secador:
Fluxo de ar, m
3
.min
-1
.m
-2
- - -
Espessura da camada, m – dado nominal 0,90 0,90 0,90
Área de secagem, m
2
– dado nominal 8,36 8,36 8,36
Pressão estática, mmca - - -
98
Quadro 2.31. Resultado experimental da avaliação energética do sistema de secagem
(Continuação)
De energia:
Tipo de combustível Lenha Lenha Lenha
Massa de combustível, kg - medida 1811,92 1959,15 1767,00
Poder calorífico, kj. Kg
-1
- medido 17.500,00 17.500,00 17.500,00
Energia elétrica, kwh - estimado 534,3 534,3 534,3
De desempenho:
Duração do teste, h - medido 3 3 3
Redução de umidade, % bu - calculado 7,99 8,09 7,28
Eficiência energética:
Com energia elétrica, kj.kg
-1
- calculado 7.900,73
Sem energia elétrica, kj.kg
-1
- calculado 7.426,22
Curvas de secagem
De acordo com os dados obtidos para a variação do teor de água no tempo,
durante o processo de secagem, obteve-se a curva de secagem para os dados médios da
2ª repetição do teste de secagem, Figura 2.12.
12,00
13,00
14,00
15,00
16,00
17,00
18,00
19,00
20,00
00,511,522,53
Tempo de secagem (h)
Teor de água (% b.u.)
Figura 2.12. Curva de secagem para o produto milho, em secador de fluxos mistos.
Na Figura 2.12 observa-se que os grãos que entraram, inicialmente, no secador
com teor médio de água de 19,10% b.u., após uma hora e trinta minutos sob
99
recirculação, estavam com um teor médio de água de 15,64% b.u. Esta mesma massa de
grãos depois da recirculação, após mais uma hora e trinta minutos, o teor médio de água
atingiu 12,90% b.u.
Observou-se que, no início da secagem do milho, ocorreu grande perda de água
dos grãos (de 19,10 % para 15,64% b.u.) em um pequeno incremento de tempo (1,5 h) e
que, no fim da secagem, houve uma pequena perda de água dos grãos (de 15,64% para
12,90 b.u.) em um período de tempo igual ou superior ao encontrado no primeiro
estágio da secagem (1,5 h), como previsto na teoria de secagem de produtos agrícolas.
Custos de secagem em secador tipo torre de fluxos mistos
Utilizando o programa computacional “Custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata”, desenvolvido por Queiroz e Valente (2004), estimou-se o custo de
secagem para as duas unidades armazenadoras da CAROL, considerando-se o
reaproveitamento ou não do ar de resfriamento e de exaustão nos secadores,
resfriamento duplo do ar. Os secadores da CAROL não possuem sistema de
reaproveitamento do ar. O Quadro 2.32 mostra os dados de entrada para simulação do
custo de secagem de grãos, em secador tipo cascata, considerando ou não o
reaproveitamento duplo do ar.
Quadro 2.32. Dados de entrada para o cálculo do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata da unidade armazenadora de Ituverava (Continua)
Escolha do produto
Produto: milho
Dados sobre o produto
Teor inicial médio de água (% b.u.) 22
Teor de água na saída do secador (% b.u.) 13
Tipo de secador
Fonte de aquecimento do ar
Combustível lenha
Poder calorífico (kJ kg
-1
) - medido 17.500,00
Preço da lenha (R$ t
-1
) - estimado 50,00
Dados gerais sobre o sistema de secagem
Capacidade de secagem (t h
-1
) - nominal 60
Potência total do sistema de movimentação de grãos e de ar - medido 125
Tempo de utilização (h ano
-1
) - estimado 2.520
Vida útil do secador e transportadores (ano) - estimado 20
Vida útil do queimador/fornalha (ano) - estimado 20
Demais dados para análise econômica
Preço de aquisição do sistema de secagem excluindo a fornalha (R$) - estimado 2.000.000,00
Preço de aquisição do queimador/fornalha (R$) - estimado 50.000,00
100
Quadro 2.32. Dados de entrada para o cálculo do custo de secagem de grãos em secador
tipo cascata da unidade armazenadora de Ituverava (Continuação)
Valor de sucata (% do preço de aquisição) - estimado 10
Juros sobre o capital médio investido (% ao ano) - estimado 12
Taxas de seguro, impostos e alojamento (% do preço de aquisição) - estimado 2
Reparos e manutenção secador/transportadores (% do preço de aquisição ano
-1
) - estimado 3
Reparos e manutenção do queimador/fornalha (% do preço de aquisição ano
-1
) - estimado 3
Salários da mão de obra direta (R$ mês
-1
) - estimado 9.500,00
Encargos sociais (% do salário) - estimado 70
Horas trabalhadas por mês por trabalhador - estimado 420
Valor do salário total do pessoal administrativo (R$ mês
-1
) - estimado 15.000,00
Rateio salário pessoal administrativo para o sistema de secagem (% do total) - estimado 15
Preço da energia elétrica (R$ kWh
-1
) - estimado 0,40
O Quadro 2.33 mostra os resultados da simulação do custo de secagem de grãos,
em secador tipo cascata, não considerando o reaproveitamento duplo do ar.
Quadro 2.33. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador tipo
cascata, sem reaproveitamento do ar
Resultados
Custos fixos
Depreciação (R$ ano
-1
) 92.250,00
Juros (R$ ano
-1
) 112.750,00
Seguro, impostos, alojamento (R$ ano
-1
) 41.000,00
Mão-de-obra indireta (R$ ano
-1
) 45.900,00
Custo fixo total (R$ ano
-1
) 291.900,00
Custo fixo total (R$ h
-1
) 115,83
Custo fixo total (R$ t
-1
) 4,42
Custos variáveis
Energia para aquecimento do ar (R$ h
-1
) 44,11
Energia elétrica (R$ h
-1
) 36,78
Mão-de-obra direta (R$ h
-1
) 38,45
Reparos e manutenção (R$ h
-1
) 24,40
Custo variável total (R$ h
-1
) 143,74
Custo variável total (R$ t
-1
) 5,49
Custos totais
Custo total (R$ h
-1
) 259,58
Custo total (R$ t
-1
) 9,91
O Quadro 2.34 apresenta os resultados da simulação feita para o custo de
secagem de grãos, em secador tipo cascata, considerando-se o reaproveitamento duplo
do ar.
101
Quadro 2.34. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador tipo
cascata, com reaproveitamento duplo do ar
Resultados
Custos fixos
Depreciação (R$ ano
-1
) 92.250,00
Juros (R$ ano
-1
) 112.750,00
Seguro, Impostos, Alojamento (R$ ano
-1
) 41.000,00
Mão-de-obra indireta (R$ ano
-1
) 45.900,00
Custo fixo (R$ ano
-1
) 291.900,00
Custo fixo total (R$ h
-1
) 115,83
Custo fixo total (R$ t
-1
) 4,42
Custos variáveis
Energia para aquecimento do ar (R$ h
-1
) 35,96
Energia elétrica (R$ h
-1
) 36,78
Mão-de-obra direta (R$ h
-1
) 38,45
Reparos e manutenção (R$ h
-1
) 24,40
Custo variável total (R$ h
-1
) 135,59
Custo variável total (R$ t
-1
) 5,18
Custos totais
Custo total (R$ h
-1
) 251,42
Custo total (R$ t
-1
) 9,60
De acordo com o Quadro 2.33, o custo de secagem na unidade armazenadora de
Ituverava foi de R$ 9,91 por tonelada de grãos secados. Entretanto no Quadro 2.34,
quando se considera o reaproveitamento duplo do ar no processo de secagem, este custo
foi reduzido para R$ 9,61. A Cooperativa dos Agricultores de Orlândia cobra pelo
serviço de recepção, descarga, limpeza, secagem, pulverização e armazenagem durante
a primeira quinzena um valor diferenciado, em função dos teores de água e impurezas
do produto, que varia de R$ 12,83 a R$ 21,33 por tonelada de grãos secados. O limite
máximo para recepção de grãos é de 22% de teor de água e 5% de grãos ardidos.
Avaliação da qualidade do produto
Conforme os padrões de classificação estabelecidos para a comercialização do
milho, o produto, após a secagem, foi submetido ao teste qualidade de índice de trincas,
sendo classificável para fins comerciais.
2.5.2. Unidade armazenadora de Guaíra
A unidade localizada na cidade de Guaíra possui capacidade estática de
70.000 toneladas de grãos, armazenando na safra agrícola soja e milho e, na safrinha
agrícola milho e sorgo. Esta unidade armazenadora possui uma capacidade de secagem
de 140 t h
-1
.
102
A Figura 2.13 apresenta uma vista geral da unidade armazenadora de Guaíra.
Figura 2.13. Vista aérea da unidade armazenadora de Guaíra, SP.
As figuras 2.14, 2.15 e 2.16 mostram o fluxograma da unidade armazenadora de
Guaíra, com todas as possibilidades de fluxo de transporte de grãos para linhas de
processamento de produto úmido e de produto seco. Em cada linha de processamento,
pode-se observar quais equipamentos foram acionados no processo de secagem, limpeza
e armazenamento. O Quadro 2.35 apresenta a legenda para este fluxograma.
Quadro 2.35. Legenda para o fluxograma das figuras 2.14, 2.15 e 2.16
Legenda Descrição
M = Moega
FT = Fita transportadora
EL = Elevador de caçamba
ML = Máquina de limpeza
MPL = Máquina de pré-limpeza
FT = Fita transportadora
S = Secador
RT = Rosca transportadora
Exp. rodov. exaustão de S2 = Expedição rodoviária perto da exaustão do secador 2
Exp. rod. M7 = Expedição rodoviária na moega 7
FTi = Fita transportadora inferior do graneleiro
FTs = Fita transportadora superior do graneleiro
Graneleiro = Silo graneleiro
Expedição rodoviária ao
lado do G1
= Expedição rodoviária ao lado do graneleiro 1
O Quadro 2.36 mostra as características técnicas e dados nominais dos
equipamentos em estudo nos fluxogramas das figuras 2.14, 2.15 e 2.16.
103
Quadro 2.36. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja em
grãos (Continua)
Capacidade de
transporte
Velocidade
de
transporte
medida
Distância a ser
percorrida pelo
transportador
Massa
específica
do produto
Caçambas por
metro
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
caç m
-1
kW (cv)
EL 1 60 91 24,60 750 12,5 14,72 (20)
EL 2 60 310 24,60 750 12,5 14,72 (20)
ELs 3 60 90 29,60 750 7,0 11,04 (15)
ELs 4 60 90 29,60 750 7,0 11,04 (15)
EL 5 60 93 17,60 750 6,0 5,52 (7,5)
EL 6 60 138 17,60 750 6,0 5,52 (7,5)
EL 7 60 105 21,60 750 6,0 7,36 (10)
EL 8 60 120 21,60 750 6,0 7,36 (10)
EL 9 60 94 18,60 750 6,0 7,36 (10)
EL 10 60 100 18,60 750 6,0 7,36 (10)
EL 11 60 - 33,60 750 12,5 11,04 (15)
EL 12 60 - 32,80 750 12,5 22,08 (30)
EL 13 100 64 33,60 750 5 29,44 (40)
EL 14 60 90 35,60 750 6 18,4 (25)
EL 15 60 93 35,60 750 12,5 22,08 (30)
EL 16 80 94 35,60 750 12,5 18,4 (25)
EL 17 120 107 35,60 750 12,5 29,44 (40)
EL 18 160 78 22,50 750 6 29,44 (40)
EL 19 180 73 38,60 750 12,5 36,8 (50)
Capacidade
de
transporte
Velocidade de
transporte
medida
Distância a ser
percorrida
pelo
transportador
Massa
específica
do produto
Largura da fita
transportadora
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
m kW (cv)
FT 01 100 149 55 750 0,50 11,04 (15)
FT 02 100 149 55 750 0,50 11,04 (15)
FTt 03 - 93 37,5 750 0,60 3,68 (5)
FT 04 120 92 37,5 750 0,60 5,52 (7,5)
FTt 05 120 90 37,5 750 0,50 5,52 (7,5)
FTs 06 120 143 136,84 750 0,50 11,04 (15)
FTs 07 120 146 136,00 750 0,50 14,72 (20)
FTi 08 150 - 142,50 750 0,50 11,04 (15)
FTs 09 150 140 132,00 750 0,60 18,4 (25)
FTs 10 150 140 132,00 750 0,60 18,4 (25)
Capacidade
de
transporte
Velocidade de
transporte
medida
Distância a ser
percorrida
pelo
transportador
Massa
específica
do produto
Largura da
caixa do
transportador
helicoidal
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
m kW (cv)
RT 01 60 110 5,56 750 0,325 5,52 (7,5)
RT 02 60 116 5,56 750 0,325 3,68 (5)
RT 03 60 - 4,00 750 0,34 5,52 (7,5)
RT 04 60 - 4,00 750 0,34 2,21 (3)
RT 05 60 - 4,00 750 0,34 2,21 (3)
RT 06 60 - 4,00 750 0,34 2,21 (3)
RT 07 60 - 4,00 750 0,34 2,21 (3)
RT 08 60 - 4,00 750 0,34 2,21 (3)
RT 09 - - - - - 2,21 (3)
RT 10 60 - - - - 2,21 (3)
RT 11 - 114 6,50 750 0,40 2,21 (3)
104
Quadro 2.36. Dados nominais dos equipamentos em estudo para o produto soja em
grãos (Continuação)
Capacidade
de limpeza
Velocidade de
funcionamento
- exaustor
Velocidade de
funcionamento
- peneiras
Massa
específica
do produto
Área de
peneiras
Motorização
t h
-1
rpm rpm kg m
-3
m
2
kW (cv)
MPL 1 60 - - - - 5 + 3
MPL 2 60 1060 368 - - 5 + 3
MPL 3 60 - - - - 5 + 3
MPL 4 60 940 372 - - 5 + 3
MPL 9 40 - 421 - - 5 + 3
MPL 10 40 - - - - 5 + 3
MPL 11 40 1016 368 - - 5 + 3
ML 1 60 807 370 - - 5 + 3
ML 2 60 820 370 - - 5 + 3
ML 5 60 - - - - 5 + 3
ML 6 60 1066 372 - - 5 + 3
ML 7 60 - - - - 5 + 3
ML 8 60 1016 368 - - 5 + 3
ML 12 40 1078 385 - - 5 + 3
Capacidade
de
transporte
Velocidade de
transporte
medida
Distância a ser
percorrida pelo
transportador
Massa
específica
do produto
Largura da
caixa do
transportador
helicoidal
Motorização
t h
-1
rpm m kg m
-3
m kW (cv)
RD 01 - 30 24,56 - 0,40 7,36 (10)
Capacidade
de secagem
Câmara de
secagem
Câmara de
resfriamento
Vazão de ar
Tipo de
ventilador
Motorização
t h
-1
m m m
3
h
-1
kW (cv)
Secador 1 40 13,60 4,50 - centrífugo 44,16 (60)
Secador 2 40 13,60 4,50 - centrífugo 36,8 (50)
Secador 3 60 13,60 4,50 63.000 centrífugo 73,6 (100)
Fabricante
Tipo de
fornalha
Capacidade
Consumo
de lenha
Área de
grelha
Tipo de
grelha
kJ h
-1
m
3
h
-1
m
2
Fornalha 1 Maringá Fogo direto 14,65 x 10
6
1,8 5,0 plana
Fornalha 2 Maringá Fogo direto 14,65 x 10
6
1,8 5,0 plana
Fornalha 3 Tecnal Fogo direto - - 6,9 inclinada
Capacidade
estática de
armazenam
ento
Nº de septos Largura Comprim. Altura
Tipo de
aeração
t adm m m m
Granel. 1 32.500 2 30 150
± 20
túnel
Granel. 2 30.000 5 30 148,64
± 20
tún./ lateral
Fabricante
Capacidade
estática de
armazenam. (t)
Diâmetro (m) Altura (m)
Pressão
estática
(mmca)
Motorização
kW (cv)
Silo sec 1 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo sec 2 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo sec 3 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo sec 4 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo sec 5 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo sec 6 Equifabril 300 7,32 10,80 120 7,36 (10)
Silo
pulmão s/
aeração
- 500 - - - -
105
Figura 2.14. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra, SP (primeira alternativa).
M7
M5
M3
M1
EL11
EL1
MPL2
MPL1
ELs3
FT1
S1 RT1
ELs3
EL5
FT1
EL7
Silo1
Silo3
Silo2
RT3
RT5
RT4
EL9
EL9
EL7
EL9
Exp. Rodov
Exaustão S2
FT1
FT1
Exp. Rod.
M7
Exp. Rod.
M8
ML5
ML7
Moega
Pulmão
FT4
EL17
EL16
FT5
FT4
FTs7
FTs6
Graneleiro1 FTi8
EL16
EL17
EL19
EL18
FTs9 Graneleiro 2 FTi10
Expedição Rodoviária ao lado do G1
EL14
EL15
Expedição Rodoviária ao lado do G1
106
Figura 2.15. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra (segunda alternativa).
M8
M6
M4
M2
EL12
EL2
MPL4
MPL2
ELs4
FT2
S2 RT2
ELs4
EL6
FT2
E
L8
Silo4
Silo5
Silo6
RT6
RT7
RT8
EL10
Exp. Rodov
Exaustão S2
FT2
FT2
Exp. Rod.
M7
Exp. Rod.
M8
ML6
ML8
Moega
Pulmão
FT4
EL17
EL16
FT5
FT4
FTs7
FTs6
Graneleiro1 FTi8
EL16
EL17
EL19
EL18
FTs9 Graneleiro 2 FTi10
Expedição Rodoviária ao lado do G2
EL14
EL15
Expedição Rodoviária ao lado do G2
107
Figura 2.16. Fluxograma da unidade armazenadora de Guaíra (terceira alternativa).
M8
M7
M6
M5
EL13
MPL12
MPL11
EL14 FT3 S3 RT10 RT11
RD 01
MPL10
MPL9
FT5
FT4
EL14
EL15
FT4
FT5
EL19
MPL11
MPL12
Silo Pulmão ao
lado do S3
RT9
Exp. Rod.
M7
Exp. Rod.
M8
EL17
EL16
FT5
FT4
FTs7
FTs6
Graneleiro1 FTi8
EL16
EL17
EL19
EL18
FTs9 Graneleiro 2 FTi10
Expedição Rodoviária ao lado do G2
EL14
EL15
Expedição Rodoviária ao lado do G2
108
Na unidade armazenadora de Guaíra, que possui oito moegas de recepção, que
alimentam três linhas de fluxo de produtos, é equipada com três secadores, sendo dois
de 40 t h
-1
e um de 60 t h
-1
, foi possível analisar as três linhas de fluxo de produtos.
a)
Na unidade armazenadora de Guaíra, com três linhas de fluxo, há grande
flexibilidade de alternativas no sistema de armazenagem, podendo-se dividir o
produto recebido nas moegas da seguinte forma: (i) moegas 1, 3 e 5 recebem
produto seco ou úmido e o encaminham para o circuito de secagem 1 ou 2,
enquanto o produto recebido pode ser milho, soja ou sorgo; (ii) moegas 2, 4 e 6
recebem produto seco ou úmido e encaminhavam esse produto para o circuito de
secagem 1 ou 2, sendo que o produto pode ser milho, soja ou sorgo; e
(iii) moegas 6, 7 e 8 recebem o produto seco ou úmido e encaminham esse
produto para o circuito de secagem 3, sendo que o produto recebido pode ser
milho, soja ou sorgo.
b)
A separação por moegas proporciona a separação de faixas de teor de água dos
produtos, que chegam do campo, a fim de reduzir o tempo de secagem, aumentar
a capacidade de secagem e a uniformidade do produto seco. Considerando-se
que a unidade possui um sistema de conservação de grãos automatizado,
instalado em seus graneleiros, a separação nas moegas de recepção seria feita da
seguinte forma: (i) no início da safra, nas moegas 1 e 3, o produto recebido
deveria ter um teor de água superior a 19% e, na moega 5, deveria estar com teor
de água abaixo de 19%; (ii) no início da safra, nas moegas 2 e 4, o produto
recebido deveria ter teor de água superior a 18% e, na moega 6, deveria estar
com o teor de água abaixo de 18%; e (iii) no início da safra, nas moegas 6, 7 e 8,
poder-se-ia fazer a expedição da soja armazenada na safra passada, ou receber
milho a ser secado no circuito três, sendo, em duas moegas, produtos com teor
de água superior a 19% e a outra com teor de água inferior a 19%.
Transporte
Considerando a linha de processamento de produto do secador em estudo, pode-
se fazer uma estimativa do gasto de energia no sistema de transporte para a secagem de
um lote de 60 t de milho.
O Quadro 2.37 mostra o consumo e o gasto com energia elétrica dos
transportadores, localizados na linha de processamento do secador 3.
109
Quadro 2.37. Consumo e custo com energia elétrica na linha de processamento do
secador 3 com transportadores
Potência
Altura de
elevação ou
distância de
transporte
Capacidade
de transporte
nominal
Tempo de
operação
Consumo Custo
Equipamento
kW (cv) m t h
-1
h kWh R$ lote
-1
Transportador de corrente
RD 01 18,40 (25) 24,56 160 3,00 55,20 7,73
55,20 7,73
Elevadores de caçambas
EL 13 22,08 (30) 33,6 100 3,00 66,24 9,27
EL 14 29,44 (40) 35,6 60 1,50 44,16 6,18
EL 15 18,40 (25) 35,6 60 1,50 27,60 3,86
EL 18 29,44 (40) 22,5 160 1,50 44,16 6,18
EL 19 29,44 (40) 38,6 180 1,50 44,16 6,18
226,32 31,68
Fitas transportadoras
FT 3 5,52 (7,5) 3,00 16,56 2,32
FT 4 11,04 (15) 37,5 120 1,50 16,56 2,32
FT 5 5,52 (7,5) 37,5 120 1,50 8,28 1,16
FT9 Superior Silo 2 11,04 (15) 132 150 3,00 33,12 4,64
74,52 10,43
Transportador helicoidal
Rosca de descarga do
secador 3
3,68 (5) 2,4 60 3,00 11,04 1,55
11,04 1,55
Consumo (kWh lote
-1
) 367,08
Total de transportadores (R$ (lote de 60 t de grãos)
-1
) 51,39
Total de transportadores (R$ (lote t de grãos)
-1
) 0,86
De acordo com o Quadro 2.37, o custo de energia elétrica para secagem de um
lote de milho foi de R$ 7,73 para o transportador de corrente (R$ 0,13 t
-1
); para os
elevadores de caçambas, R$ 31,68 (R$ 0,53 t
-1
); para as fitas transportadoras, R$ 10,43
(R$ 0,17 t
-1
); e para o transportador helicoidal, R$ 1,55 (R$ 0,03 t
-1
). Portanto, o custo
total com os transportadores da linha de processamento foi de R$ 51,39, para secagem
de um lote de 60 t de milho (R$ 0,86 t
-1
de milho).
Em geral, observou-se que a utilização da energia para alimentação dos
transportadores, nas unidades armazenadoras, não segue os princípios técnicos de
racionalização de energia, o que resulta em: (i) maior gasto com energia elétrica nos
equipamentos; (ii) maior manutenção nos equipamentos mecânicos; (iii) falta de um
plano sistemático de manutenção; (iv) utilização de óleos, graxas e lubrificantes fora das
110
especificações propostas para os equipamentos; e (v) utilização indiscriminada dos
equipamentos a qualquer instante do dia, sem a adoção de critérios mínimos para o
acionamento dos transportadores.
Redimensionamento de transportadores e avaliação da capacidade de transporte
atual máxima dos transportadores
Foram estudados os seguintes transportadores de grãos da unidade armazenadora
de Guaíra: fitas transportadoras 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10; e elevadores de caçambas 1,
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 e 15. No Quadro 2.38, é apresentada a
comparação de potência dos transportadores no projeto original (1) e do
redimensionamento desses transportadores (2), considerando-se a literatura técnica
pertinente.
Quadro 2.38. Potência demandada em fitas transportadoras da unidade armazenadora de
Guaíra
Projeto Dados de projeto
Equipamento
cv kW cv kW
FT01 15,00 11,04 5,00 3,68
FT
t
04 7,50 5,52 6,00 4,42
FT
t
05 7,50 5,52 10,00 7,36
FT
s
06 15,00 11,04 15,00 11,04
FT
s
07 20,00 14,72 15,00 11,04
FT
s
09 25,00 18,40 20,00 14,72
FT
i
10 25,00 18,40 12,50 9,20
FT
i
8 15,00 11,04 12,50 9,20
FT 02 15,00 11,04 12,50 9,20
FT
t
03 5,00 3,68 5,00 3,68
Total 150,00 110,40 113,50 83,54
De acordo com o Quadro 2.38, para as fitas transportadoras da unidade
armazenadora de Guaíra, a potência demandada de projeto (1) foi igual a 110,40 kW
(150 cv) e a potência demandada pelo redimensionamento (2), utilizando a literatura
técnica com um coeficiente de segurança de 15%, foi de 83,54 kW (113,50 cv).
Utilizou-se um fator de segurança médio de 47 % (32% da diferença entre as duas
opções de dimensionamento e 15% que estava incluso no redimensionamento,
utilizando a literatura técnica pertinente). Um fator de segurança médio de 47% é
excessivo, considerando-se as condições estudadas e representa um potencial de
economia de energia elétrica nessas fitas transportadoras da unidade armazenadora. De
111
posse dos valores de potência demandada, fica assegurado que as potências de projeto
para as fitas transportadoras não estão coerentes com a técnica de dimensionamento de
transportadores. O fator de segurança alto garante, em muitas situações, a condição de
funcionamento contínuo da planta; entretanto, num contexto de conservação de energia,
além de haver o funcionamento contínuo da planta, deve-se observar também a
otimização do insumo energia, seja ela mecânica, térmica ou elétrica.
O Quadro 2.39, apresenta a comparação entre direntes formas de
dimensionamento dos elevadores de caçambas. A opção (1) mostra os dados de projeto
dos elevadores; a opção (2) considera o redimensionamento dos elevadores,
considerando a literatura técnica, inclusive com a adoção de coeficientes de segurança e
a opção (3) considera o redimensionamento dos elevadores, considerando a literatura
técnica, dados medidos no ato da operação de transporte, e dados de transporte para a
capacidade máxima, considerando também a adoção de coeficientes de segurança.
Quadro 2.39. Potência demandada em elevadores de caçambas da unidade
armazenadora obtida por diferentes formas
Equipamento
Projeto
original (1)
Redimensionamento
técnico (2)
Redimensionamento
com dados reais
máximos (3)
cv kW cv kW cv kW
EL 01 20,00 14,72 7,50 5,52 12,50 9,20
EL
s
03 15,00 11,04 7,50 5,52 20,00 14,72
EL 05 7,50 5,52 5,00 3,68 10,00 7,36
EL 07 10,00 7,36 6,00 4,42 10,00 7,36
EL 09 10,00 7,36 5,00 3,68 7,50 5,52
EL 11 15,00 11,04 10,00 7,36 15,00 11,04
EL 16 25,00 18,4 12,50 9,20 20,00 14,72
EL 17 40,00 29,44 20,00 14,72 25,00 18,40
EL 18 40,00 29,44 20,00 14,72 30,00 22,08
EL 19 50,00 36,80 30,00 22,08 40,00 29,44
EL 02 20,00 14,72 7,50 5,52 20,00 14,72
EL
s
04 15,00 11,04 7,50 5,52 20,00 14,72
EL 06 7,50 5,52 5,00 3,68 10,00 7,36
EL 08 10,00 7,36 6,00 4,42 10,00 7,36
EL 10 10,00 7,36 5,00 3,68 10,00 7,36
EL 12 30,00 22,08 10,00 7,36 25,00 18,40
EL 13 40,00 29,44 15,00 11,04 50,00 36,80
EL 14 25,00 14,72 10,00 7,36 25,00 18,40
EL 15 30,00 22,08 10,00 8,10 25,00 18,40
Total 420,00 305,44 200,52 147,57 385,00 283,36
112
No Quadro 2.39, referente aos elevadores de caçambas da unidade armazenadora
de Guaíra, observou-se que a potência demandada de projeto (1) foi igual a 305,44 kW
(420 cv), enquanto a potência demandada pelo redimensionamento, baseada na
literatura técnica (2) com um coeficiente de segurança de 15% foi 147,57 kW
(200,52 cv). No dimensionamento, consideram-se dados coletados do transportador em
operação com 100% de carga nas caçambas, velocidade de rotação de trabalho com o
carregamento diário de trabalho (3) e um coeficiente de segurança de 15% igual a
283,36 kW (385 cv).
A potência demandada máxima dos elevadores de caçambas (3) foi 283,36 kW
(385 cv) e, teoricamente, nenhuma outra situação poderia ser superior a esta, o que de
fato não aconteceu. Entretanto, a demanda do projeto original foi superior à potência
demandada máxima dos elevadores de caçambas (1) que foi 305,44 kW (420 cv). Em
comparação com a opção do redimensionamento dos elevadores de caçamba (2), que foi
200,52 kW (147,57 cv), observa-se que, em média, o coeficiente de segurança adotado
no projeto original dos elevadores de caçamba foi de 122% (107% em relação aos
valores dos dois dimensionamentos (1) e (2), adicionando os 15% já incluídos na
opção 2).
Tal situação mostra que há um superdimensionamento inaceitável nesta unidade
armazenadora, o que onera os custos de produção, tornando a empresa menos
competitiva no mercado.
Máquinas de pré-limpeza e de limpeza
O Quadro 2.40 mostra o consumo e o gasto com energia elétrica das máquinas
de limpeza e pré-limpeza, envolvidas na linha de processamento do secador 3.
113
Quadro 2.40. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento do
secador 3 com máquinas de limpeza e pré-limpeza
Equipamento Potência Tempo de operação Consumo Custo
kW (cv) h kWh R$ lote
-1
Máquinas de limpeza e pré-limpeza
MPL 9 7,36 (10) 0,75 5,52 0,77
Exaustão da MPL 9 2,21 (3) 0,75 1,66 0,23
MPL 10 3,68 (5) 0,75 2,76 0,39
Exaustão da MPL 10 2,21 (3) 0,75 1,66 0,23
ML 11 3,68 (5) 0,75 2,76 0,39
Exaustão da ML 11 2,21 (3) 0,75 1,66 0,23
ML 12 3,68 (5) 0,75 2,76 0,39
Exaustão da ML 12 2,21 (3) 0,75 1,66 0,23
Consumo (kWh lote
-1
) 20,42
Total de transportadores (R$ (lote de 60 t de grãos)
-1
) 2,86
Total de transportadores (R$ (tonelada de grãos)
-1
) 0,05
Conforme o Quadro 2.40, o gasto com energia elétrica para secagem de um lote
de milho foi de R$ 2,86 (R$ 0,05 t
-1
) para as máquinas de limpeza e pré-limpeza.
Regulagem de máquinas (limpeza, pré-limpeza e secador)
Na unidade armazenadora de Guaíra, o encarregado pela operação do silo possui
conhecimento sobre as regulagens das máquinas de pré-limpeza, porém, na época do
experimento a regulagem das máquinas de pré-limpeza foi executada em poucas
ocasiões.
Secadores
O Quadro 2.41 apresenta o consumo e o custo com energia elétrica, para o motor
do ventilador do secador, cuja potência é de 73,6 kW (100 cv) e do motor da descarga
do secador, 2,21 kW (3 cv), na linha de processamento do secador 3.
Quadro 2.41. Consumo e gasto com energia elétrica na linha de processamento do
secador 3 com os motores do ventilador e descarga do secador
Equipamento Potência Tempo de
operação
Consumo Custo
Secador 2 kW (cv) h kWh R$ lote
-1
Ventilador e descarga do secador
Vent S2 103 3 227,4 31,84
Total de transportadores (R$/lote de 60 t de grãos) 31,84
Total de transportadores (R$/lote t de grãos) R$ 0,53
Tarifa de energia elétrica 0,14 R$ kWh
-1
114
De acordo com o Quadro 2.41, o custo com energia elétrica para a secagem de
um lote de milho foi de R$ 31,84 (R$ 0,53 t
-1
) para o motor do ventilador e da descarga
do secador.
Comparação da temperatura dos grãos na câmara de secagem e os valores
recomendados pela literatura técnica
No decorrer dos testes de secagem realizado nas unidades armazenadora de
Guaíra (milho), foram medidas a temperatura dos grãos e a temperatura do ar de
secagem, conforme descrito nos quadros 2.42 e 2.43.
Quadro 2.42. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de secagem –
Secador 2 – Produto sorgo
Temperatura (ºC)
Grão 43,4 76,8 92,2 57,7 60,5 87,0 79,3 68,6 67,3
Ar de secagem 128 123 125 118 121 116 135 121 94,1
Grão 79,3
68,6 67,3 77,4 63,8 55,9 64,2 67,5 63,6
Ar de secagem 135 121 94,1 122 121 111 123 121 132
Grão 64,2
67,5 63,6 78,3 82,3 88,5 93,6
Ar de secagem 123 121 132 118 117 116 120
Quadro 2.43. Temperatura na câmara de secagem e temperatura do ar de secagem -
Secador 3 – Produto milho
Temperatura (ºC)
Grão 49,5 59,4 50,5 49,8 52,4 48,1 58,3 56,5 60,9 60,3 65,4 64,1 57,1 42,3
Ar de secagem 103 115 115 92,6 99,9 104 121 103 109 112 132 98,3 107 111
Grão 60,3
65,4 64,1 57,1 42,3 51,0 44,1 47,3 57,6 52,4 44,1 53,7 48,0 50,8
Ar de secagem 112 132 98,3 107 111 96,8 111 122 100 123 100 116 109 109
Grão 57,6
52,4 44,1 53,7 48,0 50,8 47,1 45,8 43,5 40,2 32,4
Ar de secagem 100 123 100 116 109 109 88,4 116 85,8 56,8 39,7
O Quadro 2.44 mostra relaciona a temperatura na massa de grãos na câmara de
secagem em função da finalidade do produto final.
Quadro 2.44. Temperaturas máximas na massa de grãos durante a secagem
Produto Finalidade Temperatura da massa de grãos (ºC)
Amido 55
Milho
Alimento animal 82
Fonte.: Weber (1995)
O Quadro 2.44 mostra que a temperatura recomendada para a massa de grãos no
processo de secagem não deve ultrapassar 55ºC, temperatura esta que atenderá o critério
115
de qualidade do milho e do sorgo para processamento na indústria (WEBER, 1995).
Nos casos descritos, entretanto, a temperatura atingiu valores acima do recomendado, o
que pode ter afetado a qualidade do produto secado. Recomenda-se, também, que a
temperatura do ar de secagem não ultrapasse 100ºC, para um determinado tempo de
residência do produto dentro do secador.
Fontes complementares de energia
Combustível
Em geral, a utilização de energia térmica nas unidades armazenadoras é feita de
forma não otimizada. A lenha, que é normalmente utilizada, perde massa até o período
de utilização, devido ao ataque de microorganismos por ser armazenada a céu aberto.
A regulagem das entradas de ar da fornalha e a operação dos secadores também
são precárias. Devido a não padronização do combustível lenha quanto ao tamanho,
diâmetro e teor de água, houve diminuição da liberação de energia para o sistema de
secagem.
A utilização de secadores com reaproveitamento do ar de exaustão ajudam a
melhorar a eficiência de secagem.
Avaliação de fornalhas a fogo direto para combustíveis sólidos
Segue-se a descrição da fornalha utilizada na unidade armazenadora de Guaíra,
que possui as especificações técnicas nominais apresentadas no Quadro 2.45.
Quadro 2.45. Dados nominais da fornalha utilizada com o secador 03
Equipamentos industriais TECNAL
Modelo FS65, 1986
Capacidade 4,18 MW térmico (3,6 x 10
6
kcal h
-1
)
Consumo 1200 kg h
-1
ou 2,66 m
3
h
-1
Área de grelha (2,3) (3) = 6,9 m
2
Altura 3,80 m
Volume da câmara de combustão (3) (3) (3,80) = 34,2 m
3
Possui 8 entradas de ar 0,30 x 0,30 m
Número de portas de inspeção 2
Altura do piso à porta de alimentação de lenha 1,06 m
116
-
Área da grelha inclinada
-
Dimensões da fornalha
Análise do combustível lenha
O resultado do teor de água e do poder calorífico superior da lenha é apresentado
no Quadro 2.21 (página 84).
O resultado da análise da massa específica básica de três tipos de lenha é
apresentado no Quadro 2.22 (página 85).
Determinação da vazão de ventilador utilizado em unidade armazenadora
Aplicando-se a metodologia apresentada, obteve-se o cálculo para o ventilador,
conforme apresentado a seguir.
O Quadro 2.46 mostra o balanço de massa e energia para o cálculo do
ventilador, a ser utilizado para secagem de 60 t de milho. Os dados de entrada foram
obtidos a partir da média de três repetições do experimento.
2,3 m
3,0 m
- 0,6 m
0,0 m
2,26 m
Lateral esquerda
0,7 m
0,3 m
3,0 m
3,8 m
0,5 m
1,1 m
1,3 m
0,6 m
0,6 m
3,8 m
0,54 m
0,72 m
0,9 m
3,0 m
Frontal
0,8 m
117
Quadro 2.46. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão de ventilador
(Continua)
Balanço de massa e energia
Produto milho
Massa inicial – valor nominal 60.000,00 kg
Teor inicial médio de água 20,00 % b.u.
Teor final médio de água 13,00 % b.u.
Teor final mpedio de água 0,15 decimal, b.s.
Condições ambientais
Umidade relativa inicial média 42,85 %
Temperatura inicial média 20,33 ºC
Condições da secagem:
Temperatura de secagem média 105,48 ºC
Temperatura de exaustão média 35,15 ºC
1º Passo
Cálculo da água a ser evaporada - U (% bu)
Peso de água (Pa
1
) 12.000,00 kg de água
Peso de matéria seca (Pms) 48.000,00 kg de matéria seca
Peso de água (Pa
2
) 7172,41 kg de água
Quantidade de água a ser evaporada 4.827,59 kg de água
2º Passo
Condições ambientais (1)
Umidade relativa 1 média (UR1) 42,85 %
Temperatura inicial média (T1) 20,33 ºC
Entalpia específica 1 média (E1) 37,54 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 1 média (RM1) 0,01 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Ar de secagem (2)
Temperatura de secagem média (T2) 105,48 ºC
Entalpia específica 2 (E2) 128,00 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 2 (RM2) 0,01 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Ar de exaustão (3)
Temperatura de exaustão média (T3)
35,15 ºC
Entalpia específica 3 (E3)
128,00 kJ (kg de ar seco)
-1
Razão de mistura 3 (RM3)
0,04 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Volume específico (VE3)
0,93 m
3
(kg de ar seco)
-1
3º Passo
Cálculo da quantidade de energia necessária
Variação da razão de mistura (ΔRM)
0,04 kg de vapor de água (kg de ar seco)
-1
Massa de ar seco 137.655,72 kg de ar seco
Variação de entalpia (ΔE)
90,46 kJ (kg de ar seco)
-1
Energia total (Et) 12.452.336,71 kJ de ar seco
4º Passo
Cálculo da quantidade de lenha
Poder calorífico inferior da lenha -
medido
17.500,00 kJ (kg de lenha)
-1
Rendimento médio da fornalha a lenha 50,00 %
Consumo de lenha (C
L
) 1.423,12 kg de lenha
118
Quadro 2.46. Balanço de massa e energia para cálculo da vazão de ventilador
(continuação)
5º Passo
Cálculo do tamanho do ventilador
Tempo de operação - medido 180,00 min
Vazão de ar seco (Qas)
2.294,26
kg de ar seco (min)
-1
Vazão de ar (Q)
2.133,667
m
3
min
-1
Vazão de ar (Q)
128.019,82
m
3
h
-1
(de ar)
Excesso de ar
30%
%
Vazão de ar com excesso de ar - calculado
166.425,77
m
3
h
-1
(de ar)
Vazão de ar com excesso de ar - calculado
2.773,76
m
3
min
-1
Do Quadro 2.46 o valor da vazão de ar disponível para secagem da unidade
armazenadora de Guaíra foi de 166.425,77 m
3
h
-1
. De acordo com alguns pesquisadores,
este valor deveria estar na faixa de 63.000,00 m
3
h
-1
. Isto significa que não haverá falta
de ar, não comprometendo, portanto, a operação de secagem dos grãos, pois tanto para a
secagem em lotes, como na secagem de forma contínua, haveria massa de ar suficente
para o processo de secagem.
Dimensionamento da fornalha
O Quadro 2.47 mostra o cálculo da área de grelha da fornalha, utilizada em
conjunto com o secador tipo torre de fluxos mistos.
Quadro 2.47. Cálculo da área de grelha da fornalha (Continua)
Cálculo da fornalha
1º Passo
Características do ventilador
Fluxo - calculado 924,59 m
3
min
-1
Pressão estática medida 120,00 mmca
2º Passo
Acréscimo máximo de temperatura
Variação de temperatura 80,00 ºC
3º Passo
Temperatura do ambiente (Ta) 20,33 ºC
4º Passo
Massa específica média do ar (20 e 80ºC) – tabelado –
(Andrade et al.; 1984)
1,10 kg m
-3
Calor específico do ar – tabelado – (Andrade et al.; 1984) 0,24 kcal (kg ºC)
-1
Quantidade de calor necessário (Q) 1.363,06 kJ s
-1
Quantidade de calor necessário (Q) 1.363,06 kW
5º Passo
Supondo que:
Teor inicial de água 20,00 b.u. %
Teor final de água 13,00 b.u. %
Logo a quantidade de água a evaporar por kg de produto úmido
Quantidade de água 0,08
kg de água (kg de
produto úmido)
-1
119
Quadro 2.47. Cálculo da área de grelha da fornalha (Continuação)
6º Passo
Quantidade de produto a secar por hora
Rendimento da secagem – (Andrade et al.; 1984) 50 %
Calor de vaporização da água (L) 2.500,00 kJ (kg de água)
-1
Massa de água (ma) 0,27 kg de água (h)
-1
Massa de água (ma) 981,40 kg de água (h)
-1
Massa de produto (mp) 12.197,40 kg de produto (h)
-1
Massa de produto (mp) 12,20 t de produto (h)
-1
7º Passo
Cálculo da superfície da grelha - Taxa de combustão admitida
Quantidade de lenha que o secador consome por hora . m
L
(Q
L
) 0,08 kg s
-1
Massa de lenha (m
L
) 280,40 kg de lenha h
-1
Taxa e combustão admitida - grelha plana - carga manual e ar forçado 200,00 kg (h m
2
)
-1
A superfície total da grelha será (S) – rednimento de 100% da fornalha 1,40 m
2
A superfície total da grelha será (S) – rednimento de 50% da fornalha 2,80 m
2
De acordo com o Quadro 2.47, mostra que a área mínima de grelha
considerando-se um secador com capacidade de secagem de 60 t h
-1
deve ser igual a
2,80 m
2
. De acordo com Silva (2005), para uma capacidade de secagem de 60 t h
-1
, seria
necessária uma área de grelha plana de 6,92 m
2
, no mínimo. A área de grelha medida na
unidade armazenadora é de 5,4 m
2
e a nominal é de 6 m
2
. Dessa forma, a área de grelha
da unidade armazenadora satisfaz as condições necessárias à queima de combustível,
para o fornecimento de energia necessária à secagem do produto agrícola, em tempo
predeterminado, considerando somente este critério de análise.
Monitoramento de variáveis no processo de secagem
Temperatura
O Quadro 2.48 mostra as temperaturas medidas na avaliação do sistema de
secagem. A temperatura inicial dos grãos foi de 17 ºC para o 1º lote, 21 ºC para o 2º lote
e 23 ºC para o 3º lote.
Na duração do processo de secagem, deve-se considerar o período intercalado de
20 minutos para o início de cada sequência de leituras de um mesmo lote, que estará
saindo ou entrando no secador na operação de recirculação. Desta forma, nos primeiros
60 minutos da operação de secagem pode haver: (i) operação de descarga dos grãos,
simultâneamente com o enchimento do secador; ou (ii) início da operação de
recirculação de grãos / secagem; nos 60 minutos seguintes: secagem dos grãos; e nos
últimos 60 minutos: (i) operação de descarga dos grãos da operação de recirculação,
simultâneamente com o enchimento do secador.
120
Quadro 2.48. Variação da temperatura nas câmaras do secador 3 (Continua)
Tempo (min)
Lote 00 20 40 60 80 100 120 140 160
01
21,7 21,0 23,4 21,6 18,0 18,9 18,7 17,0 16,8
02
19,5 19,7 20,8 20,6 20,4 18,5 18,1 16,4 16,3
Ambiente
03
20,7 18,8 19,4 19,8 19,1 20,3 21,5 16,7 17,4
01
49,5 59,4 50,5 49,8 52,4 48,1 58,3 56,5 60,9
02
60,3 65,4 64,1 57,1 42,3 51,0 44,1 47,3 57,6
Câmara de
secagem
03
57,6 52,4 44,1 53,7 48,0 50,8 47,1 45,8 43,5
01
16,1 16,4 16,9 17,1 17,6 18,3 18,5 18,6 19,6
02
20,1 20,4 20,6 20,9 20,9 21,3 21,6 21,8 22
Ar frio
03
22 21,9 21,9 21,9 22,1 22 21,3 20,9 20,1
01
30,2 29,0 30,0 31,0 30,2 29,9 29,4 29,9 31,2
02
30,0 31,6 31,9 32,9 32,9 31,0 29,8 30,0 28,1
Câmara
fria
03
28,1 31,2 22,0 29,0 31,5 31,0 31,0 29,1 30,5
01
35,5 34,3 35,2 35,5 35,0 34,7 36,1 36,5 37,7
02
38,8 38,5 39,4 38,5 36,0 35,3 34,2 34,4 36,3
Câmara de
exaustão
03
36,3 36,2 29,1 30,3 35,3 34,9 33,9 33,2 34,1
01
103 115 115 92,6 99,9 104 121 103 109
02
112 132 98,3 107 111 96,8 111 122 100
Temperatura (ºC)
Ar de
secagem
03
100 123 100 116 109 109 88,4 116 85,8
121
Quadro 2.48. Variação da temperatura nas câmaras do secador 3 (Continuação)
Tempo (min)
Lote 180 200 220 240 260
01
15,3 15,1 14,5 15,2 16,4
02
15,9 14,7 14,2 16,2 15,9
Ambiente
03
18,8 15,2 - - -
01
60,3 65,4 64,1 57,1 42,3
02
52,4 44,1 53,7 48,0 50,8
Câmara de
secagem
03
40,2 32,4 - - -
01
20,1 20,4 20,6 20,9 20,9
02
21,9 21,9 21,9 22,1 22
Ar frio
03
19,5 18,9 - - -
01
30,0 31,6 31,9 32,9 32,9
02
31,2 22,0 29,0 31,5 31,0
Câmara
fria
03
28,5 24,0 - - -
01
38,8 38,5 39,4 38,5 36,0
02
36,2 29,1 30,3 35,3 34,9
Câmara de
exaustão
03
31,8 26,8 - - -
01
112 132 98,3 107 111
02
123 100 116 109 109
Temperatura (ºC)
Ar de
secagem
03
56,8 39,7 - - -
No Quadro 2.48, observa-se que do início da primeira repetição ao final da
terceira repetição do teste:
1)
A temperatura ambiente teve uma variação máxima de 7ºC, variando de 16,3 a
23,4ºC.
2)
A temperatura do ar na câmara de secagem teve uma variação máxima de
25,2ºC. A variação média foi de 40,2 para 65,4ºC. É recomendável que esta
temperatura seja inferior àquela que poderá causar danos aos grãos.
3)
A temperatura do ar frio do secador teve uma variação máxima de 6ºC, variando
de 16 a 22ºC.
4)
A temperatura da câmara fria do secador teve uma variação máxima de 11ºC,
variando de 22 a 33ºC.
122
5)
A temperatura do ar de exaustão teve uma variação máxima de 12ºC, variando
de 27 a 39ºC. Quanto mais baixa a temperatura do ar de exaustão, melhor a
eficiência energética do secador.
6)
A temperatura do ar de secagem teve uma variação de 86 a 132ºC, tendo uma
variação máxima de 54ºC. Durante o processo de secagem, foi observada uma
variação de 34ºC entre duas leituras consecutivas, no intervalo de 30 minutos,
sendo que a temperatura passou de 98 ºC para 132ºC. No processo de secagem, é
importante que não ocorram variações bruscas na temperatura do ar de secagem
ou na temperatura do ar na câmara de secagem, como forma de diminuir a
suscetibilidade à quebra dos grãos.
Vazão de ar
O Quadro 2.49 mostra os resultados da medição da velocidade do ar, nos
diferentes equipamentos do sistema de aquecimento e geração de calor.
Quadro 2.49. Medição da velocidade do ar no secador 3
Fornalha Vazão Ciclone Vazão
Entrada
de ar
Área da
fornalha
Velocidade do ar na
fornalha
Área do
ciclone
Velocidade do ar no
ciclone
Número cm
2
m s
-1
m
3
h
-1
cm
2
m s
-1
m
3
h
-1
1 0,01 3,06 6,10 8,20 0,17 0,04 17,00 21,80 15,80 2,10
0,01 4,50 6,60 7,20 0,18 0,04 19,20 18,20 21,90 2,28
0,01 6,60 7,40 7,20 0,21 0,04 22,50 18,00 16,30 2,19
2 0,01 8,20 9,10 12,00 0,29 0,04 19,30 20,30 18,90 2,11
0,01 7,20 7,10 7,80 0,22 0,04 15,30 18,30 20,90 1,96
0,01 10,00 10,00 7,60 0,28 0,04 20,00 17,10 19,60 2,04
3 0,01 9,20 8,50 9,70 0,27 0,04 14,10 19,30 18,00 1,98
0,01 5,70 7,10 8,00 0,21 0,04 12,40 16,70 23,10 2,01
0,01 9,80 10,90 11,60 0,32 0,04 13,10 17,90 19,20 1,93
4 0,01 7,40 10,50 13,50 0,31 0,05 16,60 21,40 23,60 3,02
0,01 11,30 11,30 8,60 0,31 0,05 14,90 16,00 23,10 2,65
0,01 8,10 8,00 8,10 0,24 0,05 16,00 16,50 22,20 2,68
5 0,01 5,30 5,80 9,80 0,21 0,05 18,20 16,70 22,40 2,81
0,01 5,30 6,80 6,90 0,19 0,05 16,60 13,70 21,90 2,56
0,01 7,50 8,70 8,30 0,25 0,05 14,30 15,80 21,20 2,51
6 0,01 7,20 10,50 8,60 0,26 0,04 21,50 19,30 23,10 2,68
0,01 5,60 8,20 6,90 0,21 0,04 15,20 14,60 21,80 2,17
0,01 9,80 11,00 10,90 0,32 0,04 14,00 16,80 23,60 2,28
7 0,01 6,40 9,30 11,80 0,28 0,04 20,00 20,60 23,80 2,48
0,01 5,70 8,00 10,00 0,24 0,04 16,60 16,50 21,10 2,09
0,01 10,70 10,00 11,10 0,32 0,04 15,40 19,00 21,60 2,16
8 0,01 7,50 10,40 14,30 0,32 0,04 19,70 20,70 23,20 2,23
0,01 12,90 9,40 8,80 0,31 0,04 15,10 18,20 24,00 2,01
0,01 9,20 8,40 8,10 0,26 0,04 17,10 14,60 19,70 1,80
123
No Quadro 2.49, observa-se que a velocidade do ar nas entradas de ar da
fornalha variou de 3 a 15 m s
-1
. De acordo com a literatura técnica (Silva, 2005), é
recomendável que esta velocidade esteja em torno de 5 m s
-1
. Quando a velocidade do ar
está acima do valor recomendado na literatura técnica, a tendência do ar é esfriar a
chama dentro da fornalha, reduzindo a quantidade de energia disponível para secagem e
de diminuir o tempo de residência dos gases na câmara de queima da fornalha.
O Quadro 2.50 mostra a medição de umidade do ar e teor de água dos grãos.
Quadro 2.50. Teor de água dos grãos e umidade relativa do ar
Tempo (min)
Lote 00 20 40 60 80 100 120 140 160
01 21,7 21,0 23,4 21,6 18,0 18,9 18,7 17,0 16,8
02 19,5 19,7 20,8 20,6 20,4 18,5 18,1 16,4 16,3
Motonco
03 20,7 18,8 19,4 19,8 19,1 20,3 21,5 16,7 17,4
01 23,1 22,9 22,8 17,0 20,0 20,3 17,5 17,0 14,9
02 19,47 22,9 22,6 21,7 20,0 16,7 19,4 17,9 17,1
Edabo
03 21,4 18,8 20,7 21,5 21,2 21,7 22,7 17,8 17,1
01 49 50 51 50 50 51 51 51 51
02 50 48 47 46 44 43 41 38 37
Teor de água (% b.u.)
Ambiente
03 37 38 34 35 34 35 34 34 33
Tempo (min)
Lote 180 200 220 240 260
01 14,5 15,2 16,4 - -
02 14,2 16,2 15,9 - -
Motonco
03 - - - - -
01 14,9 14,5 16,0 17,0 -
02 14,8 14,4 16,4 16,0 17,9
Edabo
03 - - - - -
01 47 46 44 -
02 35 34 35 -
Teor de água (% b.u.)
Ambiente
03 - - -
No Quadro 2.50, observa-se a ocorrência de pequena variação no teor de água
entre as leituras feitas no Edabo (método direto) e pelo aparelho Motonco (método
indireto), comprovando que o equipamento baseado no método indireto estava
calibrado, tendo um erro médio máximo de 8%.
124
Energia
A massa de lenha gasta para cada lote de 60 t de grãos secados nos testes de
secagem foram de 2.080,00 kg (693,93 kg de lenha h
-1
) para o teste 1; 1.710 kg
(570,00 kg de lenha h
-1
) para o teste 2; e 1.850 kg (616,67 kg de lenha h
-1
) para o
teste 3, respectivamente.
Fluxo e massa específica dos grãos
O fluxo de grãos no secador foi de 1,43 m
3
min
-1
, supondo uma masa específica
de 700 kg m
-3
e uma capacidade de secagem de 60 t h
-1
.
O Quadro 2.51 apresenta a estimativa da variação da massa específica de milho
durante a operação de secagem.
Quadro 2.51. Variação da massa específica de milho na operação de secagem
(Continua)
Tempo (min)
Lote 00 20 40 60 80 100 120 140 160
01 657,1 659,1 660,1 704,8 684,5 682,2 701,8 704,8 715,3
02 688,6 659,1 662,0 670,3 684,5 706,5 689,1 699,4 704,2
03 673,0 693,4 678,9 672,1 674,7 670,3 661,0 700,0 704,2
Quadro 2.51. Variação da massa específica de milho na operação de secagem
(Continuação)
Tempo (min)
Lote 180 200 220 240 260
01 715,3 716,9 710,2 704,8 -
02 715,7 717,3 708,1 710,2 699,4
03 - - - - -
De acordo com os dados apresentados no Quadro 2.51, a massa específica do
milho aumenta com a diminuição do teor de água, durante o processo de secagem.
Análise do sistema de secagem
Secador tipo torre com fluxos mistos
Com os dados psicrométricos do ambiente, do produto e dados coletados durante
o processo de secagem, obteve-se a avaliação do secador da unidade armazenadora de
Guaíra, na secagem de milho no período de safra 2004/2005.
O Quadro 2.52 apresenta o teste, realizado na unidade armazenadora de Guaíra.
125
Quadro 2.52. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade armazenadora de Guaíra (Continua)
Secador 3 – Trabalhando com câmara de secagem completa – Temperatura da fornalha = 1113 ºC – Produto milho – Altitude 517 m
Tempo de carga do secador ou de
secagem de grãos na recirculação (min)
Tempo de secagem da massa de grãos
no período de recirculação dos grãos
(min)
Tempo de descarga de grãos
(min)
Lote
00 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
01
21,7 21,0 23,4 21,6 18,0 18,9 18,7 17,0 16,8 15,3 15,1
02
19,5 19,7 20,8 20,6 20,4 18,5 18,1 16,4 16,3 15,9 14,7
Teor de água (%
b.u.)
Motonco
03
20,7 18,8 19,4 19,8 19,1 20,3 21,5 16,7 17,4 18,8 15,2
01
56,48/49 53,18/50 53,18/51 54,44/50 47,69/50 51,33/51 47,82/51 46,97/51 45,33/51 42,33/50 39,85/48
02
42,33/50 39,85/48 45,34/47 41,32/46 39,94/44 37,63/43 35,08/41 36,12/38 37,15/37 37,15/38 34,09/34
Umidade relativa
Psic –calculada/
Medida – psi digital
Ambiente
03
37,15/37 37,15/38 34,09/34 41,19/35 37,6/34 34,67/35 40,83/34 45,6/34 45,6/33 44,36/34 51,33/33
01
17/16,1 17,5/16,4 17,5/16,9 17,9/17,1 19,5/17,6 19,0/18,3 19,6/18,5 20,0/18,6 20,8/19,6 21,0/20,1 21,5/20,4
02
21/20,1 21,5/20,4 21,3/20,6 22,1/20,9 22/20,9 22,1/21,3 22,4/21,6 22,7/21,8 23/22 23/21,9 22,9/21,9
Ambiente/
(Psic./Term dig)
03
23/22 23/21,9 22,9/21,9 22,9/21,9 22,9/22,1 22,9/22 21,3/21,3 21,0/20,9 20,5/20,1 19,6/19,5 19/18,9
01
49,5 59,4 50,5 49,8 52,4 48,1 58,3 56,5 60,9 60,3 65,4
02
60,3 65,4 64,1 57,1 42,3 51,0 44,1 47,3 57,6 52,4 44,1
Câmara de
secagem
03
57,6 52,4 44,1 53,7 48,0 50,8 47,1 45,8 43,5 40,2 32,4
01
55,4 63,1 59,4 52,6 52,0 51,9 59,4 60,0 63,0 63,0 66,9
02
63,0 66,9 70,1 60,0 54,0 53,7 49,4 56,4 58,9 61,5 45,3
Neutra
03
58,9 61,5 45,3 57,0 56,0 51,8 56,7 55,6 50,6 44,7 34,0
01
30,2 29,0 30,0 31,0 30,2 29,9 29,4 29,9 31,2 30,0 31,6
02
30,0 31,6 31,9 32,9 32,9 31,0 29,8 30,0 28,1 31,2 22,0
Câmara fria
03
28,1 31,2 22,0 29,0 31,5 31,0 31,0 29,1 30,5 28,5 24,0
01
35,5 34,3 35,2 35,5 35,0 34,7 36,1 36,5 37,7 38,8 38,5
02
38,8 38,5 39,4 38,5 36,0 35,3 34,2 34,4 36,3 36,2 29,1
Exaustão
03
36,3 36,2 29,1 30,3 35,3 34,9 33,9 33,2 34,1 31,8 26,8
01
103 115 115 92,6 99,9 104 121 103 109 112 132
02
112 132 98,3 107 111 96,8 111 122 100 123 100
Ar de secagem
03
100 123 100 116 109 109 88,4 116 85,8 56,8 39,7
01
49,4 49,2 52,5 47,2 49,7 53,2 55,6 53,0 56,1 56,7 62,3
02
56,7 62,3 53,6 53,9 56,2 52,7 57,2 61,2 53,3 60,8 53,2
Temperatura
(ºC)
Ar frio
03
53,3 60,8 53,2 55,5 53,0 54,2 46,9 53,5 45,2 34,4 20,3
126
Quadro 2.52. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade armazenadora de Guaíra (Continuação)
Secador 3 – Trabalhando com câmara de secagem completa – Temperatura da fornalha = 1113 ºC – Produto milho – Altitude 517 m
Tempo de
descarga de
grãos (min)
Lote 220 240 260
01 14,5 15,2 16,4
Motonco 02 14,2 16,2 15,9
Teor de água (% b.u.)
03 - - -
01 45,34/47 41,32/46 39,94/44
Ambiente 02 41,19/35 37,60/34 34,67/35
Umidade Relativa
Psic –calculada/
Medida – psi digital
03 - - -
01 21,3/20,6 22,1/20,9 22/20,9
Ambiente 02 22,9/21,9 22,9/22,1 22,9/22
03 - - -
01 64,1 57,1 42,3
C. de secagem 02 53,7 48,0 50,8
03 - - -
01 70,1 60,0 54,0
Neutra 02 57,0 56,0 51,8
03 - - -
01 31,9 32,9 32,9
Temperatura Câmara fria 02 29,0 31,5 31,0
(ºC) 03 - - -
01 39,4 38,5 36,0
Exaustão 02 30,3 35,3 34,9
03 - - -
01 98,3 107 111
Ar de secagem 02 116 109 109
03 - - -
01 53,6 53,9 56,2
Ar frio 02 55,5 53,0 54,2
127
Quadro 2.52. Teste do secador tipo torre de fluxos mistos para a unidade armazenadora de Guaíra (Continuação)
Lote Consumo de lenha Secador, tempo (h) T
incial
do grão Duração da secagem (h) Carga Data
kg Carga Descarga (ºC) Início Fim (t)
01 2080,00 1:00 1:00 17 8:40 11:40 60 22/07/04
02 1710,00 1:00 1:00 21 11:40 14:20 60 22/07/04
03 1850,00 1:00 1:00 23 14:20 17:20 60 22/07/04
128
De acordo com o Quadro 2.52 para a unidade armazenadora de Guaíra, o tempo
de secagem foi de 3 horas. O teor de água médio inicial passou de 20,5 a 14,5 % b.u.,
consumindo, em média, 1880 kg de lenha para secar um lote de 60 t de milho. Este
consumo de lenha é baixo, quando comparado com outros sistemas e a adoção de
procedimentos na operação de secagem podem reduzir ainda mais o consumo de lenha.
Consumo de energia e eficiência dos secadores
Com os dados coletados no processo de secagem de um lote de milho, foi
possível determinar o consumo de energia e a eficiência de secagem dos equipamentos
instalados na unidade armazenadora.
O Quadro 2.53 mostra o consumo de energia e a eficiência de secagem do
secador tipo torre de fluxos mistos, na secagem de 60 t de milho.
Quadro 2.53. Consumo de energia e eficiência de secagem do secador tipo torre de
fluxos mistos
Combustível lenha
Consumo na fornalha - medido 626,67 kg h
-1
Poder calorífico inferior - medido 17.500,00 kJ kg
-1
Produto milho
Teor inicial de água - medido 14,50 % b.u.
Teor final de água - medido 20,50 % b.u.
Massa inicial de produto (milho) - nominal 60.000,00 kg
Tempo de secagem - medido 3,00 h
Calor latente de vaporização do milho 2.322,42 kJ kg
-1
Consumo de energia elétrica - estimado 608,30 kWh
Consumo de energia elétrica - estimado 2.189,88 MJ
Calor latente de vaporização da água 2.500,00 kJ kg
-1
Perda de peso devido à redução no teor de água 4.210,53 kg de água
Consumo específico de energia (CEE) 8.333,85 kJ kg
-1
de água
Consumo específico de energia (CEE) sem
considerar energia elétrica
7.813,75 kJ kg
-1
de água
Eficiência do secador 27,87 %
De acordo com o Quadro 2.53, o consumo específico (CEE) do secador da
unidade armazenadora de Guaíra foi de 8.333,85 kJ kg
-1
de água evaporada e de
7.813,75 kJ kg
-1
de água evaporada; não considerando a energia elétrica gasta e a
eficiência do secador considerando a energia elétrica gasta, foi de 27,87%. Este valor de
consumo específico não é satisfatório, significando que os procedimentos adotados no
processo de secagem podem até estar sendo bem executados, porém de forma não
otimizada. Este valor é semelhante ao de outros secadores do mesmo tipo,
129
considerando-se que esses também não trabalham de forma otimizada. Portanto, existe
possibilidade de melhoria da eficiência do secador.
Parâmetros de avaliação do sistema de secagem
Conforme Bakker-Arkema et al. (1978) e Silva (2000), os parâmetros a serem
considerados na avaliação de desempenho dos secadores são dados no Quadro 2.54.
Quadro 2.54. Resultado experimental da avaliação energética do sistema de secagem
Parâmetro Repet. 1 Repet. 2 Repet 3
Dos grãos – milho:
Teor inicial médio de água, % bu - medido 20,03 20,00 19,63
Teor final médio de água, % bu - medido 15,36 15,43 15,2
Temperatura média inicial, °C - medida 17 21 23
Temperatura média final, °C - medida 32,57 30,5 26,5
Impurezas, % - estimada <1,0 <1,0 <1,0
Massa específica inicial, kg.m
-3
- calculada 657,1 688,6 673,0
Massa específica final, kg.m
-3
- calculada
704,8 710,2 704,2
Massa inicial, kg – dado nominal 60.000,00 60.000,00 60.000,00
Massa final, kg – dado nominal 56.689,51 56.757,72 56.865,57
Do ar:
Temperatura média de secagem, °C - medida 112 113 110
Temperatura média ambiente, °C - medida 16,8 22,0 19,3
Umidade relativa média ambiente, % - medida 49,3 41,5 34,9
Do secador:
Fluxo de ar, m
3
.min
-1
.m
-2
1,43 1,43 1,43
Espessura da camada, m – dado nominal 13,60 13,60 13,60
Área de secagem, m
2
– dado nominal 11,4 11,4 11,4
Pressão estática, mmca - - -
De energia:
Tipo de combustível lenha lenha lenha
Massa de combustível, kg - medida 2080,00 1710,00 1850,00
Poder calorífico, kj. Kg
-1
- medido 17.500,00 17.500,00 17.500,00
Energia elétrica, kwh - estimado 608,30 608,30 608,30
De desempenho:
Duração do teste, h - medido 3 3 3
Redução de umidade, % bu - calculado 6,45 6,33 6,10
Eficiência energética:
Com energia elétrica, kj.kg
-1
- calculado 8.333,85
Sem energia elétrica, kj.kg
-1
- calculado 7.813,75
O Quadro 2.55 mostra a simulação do processo de secagem, utlizando-se o
modelo de Thompson para secadores de fluxo misto.
130
Quadro 2.55. Simulação do processo de secagem, utilizando-se o modelo de Thompson
para secadores de fluxo misto (Continua)
Dados de entrada:
Produto Milho
Teor inicial de água (% b.u.) 19,8
Temperatura inicial do produto (ºC) 27,1
Massa específica do produto (kg m
-3
) 721
Teor final de água (% b.u.) 13,8
Área da seção transversal da caixa de calhas (m
2
) 6,62
Comprimento de cada calha (m) 1,9
Distância vertical entre calhas de saída e entrada de ar (m) 0,3
Área da seção transversal das calhas (m
2
) 0,0138
Largura da base de cada calha (m) 0,12
Número de calhas em cada fileira horizontal de calhas 20
Volume da caixa silo na parte superior do secador (m
3
) 12,54
Número de fileiras calhas entrada de ar primeiro estágio 8
Número de fileiras calhas saída de ar primeiro estágio 8
Número de fileiras calhas fechadas após o primeiro estágio 3
Vazão de ar de secagem do primeiro estágio (m
3
(h
-1
m
-3
grãos)) 2205
Temperatura do ar de secagem no primeiro estágio (ºC) 100
Número de fileiras calhas entrada de ar segundo estágio 8
Número de fileiras calhas saída de ar segundo estágio 8
Número de fileiras calhas fechadas após o segundo estágio 3
Vazão de ar de secagem do segundo estágio (m
3
(h
-1
m
-3
grãos)) 1470
Temperatura do ar de secagem no segundo estágio (ºC) 100
Número de fileiras calhas entrada de ar do estágio de resfriamento 8
Número de fileiras calhas saída de ar do estágio de resfriamento 8
Número de fileiras calhas fechadas após do estágio de resfriamento 3
Vazão de ar de secagem do estágio de resfriamento (m
3
(h
-1
m
-3
grãos)) 735
Temperatura do ar de secagem do estágio de resfriamento (ºC) 27,5
Temperatura ambiente (ºC) 27,7
Umidade relativa ambiente (%) 56,1
Altitude local (m) 605
Modo de operação do secador Intermitente
Resfriamento inicia quando o teor de água de saída atingir (% b.u.) 14,5
Capacidade de transporte do elevador (m
3
h-
1
) 114
Reaproveitamento do ar do segundo estágio de secagem Não
Reaproveitamento do ar do segundo estágio de resfriamento Não
Resultados da simulação:
Tempo de residência do produto no secador (h) 4,00
Capacidade estática do secador (m
3
) 91,27
Capacidade estática do secador (t) 65,80
Capacidade de secagem (t h
-1
) 16,44
Teor de água na saída do secador (% b.u.) 13,79
Temperatura média de saída do ar do primeiro estágio (ºC) 56,82
Umidade relativa de saída do ar do primeiro estágio (%) 16,20
Temperatura média de saída do ar do segundo estágio (ºC) 65,76
131
Quadro 2.55. Simulação do processo de secagem, utlizando-se o modelo de Thompson
para secadores de fluxo misto (Continuação)
Umidade relativa de saída do ar do segundo estágio (%) 11,65
Temperatura média de saída do ar do resfriamento (ºC) 60,17
Umidade relativa de saída do ar do resfriamento (%) 13,72
Vazão de ar total utilizada no primeiro estágio (m
3
h-
1
) 48785,30
Vazão de ar total utilizada no segundo estágio (m
3
h-
1
) 32523,53
Vazão de ar total utilizada no resfriamento (m
3
h-
1
) 16261,77
Consumo horário de energia (kcal h
-1
) 1692108,27
Quantidade de água removida por hora (t de água h
-1
) 1,15
Consumo específico de energia (kcal (kg de água)
-1
) 1475,66
Consumo específico de energia (kJ (kg de água)
-1
) 6177,70
Perfil de temperatura e umidade do produto no secador:
Local Umidade (% b.u.) Temperatura (ºC)
Caixa do silo 13,95 51,30
Caixa do silo 14,04 50,80
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Caixa do silo 14,04 50,79
Primeiro estágio 14,04 50,79
Primeiro estágio 14,02 52,67
Primeiro estágio 14,01 52,51
Primeiro estágio 13,99 54,30
Primeiro estágio 13,98 54,13
Primeiro estágio 13,96 55,83
Primeiro estágio 13,95 55,64
Primeiro estágio 13,92 57,27
Primeiro estágio 13,91 57,07
Primeiro estágio 13,89 58,62
Primeiro estágio 13,87 58,42
Primeiro estágio 13,85 59,89
Primeiro estágio 13,83 59,68
Primeiro estágio 13,81 61,10
Primeiro estágio 13,80 60,91
Primeiro estágio 13,77 62,28
Primeiro estágio 13,76 62,08
Primeiro estágio 13,76 62,08
Primeiro estágio 13,76 62,08
Segundo estágio 13,76 62,08
Segundo estágio 13,73 63,38
Segundo estágio 13,72 63,16
Segundo estágio 13,69 64,40
Segundo estágio 13,67 64,17
132
Quadro 2.55. Simulação do processo de secagem, utlizando-se o modelo de Thompson
para secadores de fluxo misto (Continuação)
Segundo estágio 13,65 65,35
Segundo estágio 13,63 65,10
Segundo estágio 13,60 66,22
Segundo estágio 13,58 65,97
Segundo estágio 13,55 67,04
Segundo estágio 13,53 66,78
Segundo estágio 13,50 67,80
Segundo estágio 13,48 67,53
Segundo estágio 13,45 68,50
Segundo estágio 13,43 68,23
Segundo estágio 13,40 69,16
Segundo estágio 13,37 68,88
Segundo estágio 13,37 68,88
Segundo estágio 13,37 68,88
Resfriamento 13,37 68,88
Resfriamento 13,34 66,58
Resfriamento 13,33 66,34
Resfriamento 13,30 64,22
Resfriamento 13,28 64,01
Resfriamento 13,26 62,05
Resfriamento 13,25 61,86
Resfriamento 13,22 60,04
Resfriamento 13,21 59,86
Resfriamento 13,19 58,12
Resfriamento 13,18 57,96
Resfriamento 13,16 56,33
Resfriamento 13,15 56,17
Resfriamento 13,13 54,64
Resfriamento 13,12 54,50
Resfriamento 13,11 53,06
Resfriamento 13,10 52,93
Resfriamento 13,10 52,93
Resfriamento 13,09 52,84
De acordo com o Quadro 2.55, os resultados da simulação se aproximaram dos
valores obtidos experimentalmente, tanto na unidade armazenadora de Ituverava, quanto
na unidade armazenadora de Guaíra.
Curva de secagem
De acordo com os dados obtidos para a variação do teor de água no tempo,
durante o processo de secagem, obteve-se a curva de secagem para os dados médios da
2ª repetição do teste de secagem, Figura 2.17.
133
15,00
16,00
17,00
18,00
19,00
20,00
21,00
22,00
00,511,522,53
Tempo de secagem (h)
Teor de água (% b.u.)
Figura 2.17. Curva de secagem para o produto milho em secador de fluxos mistos.
Na Figura 2.17, observa-se que os grãos, que entraram inicialmente no secador,
com teor médio de água de 21,69% b.u., após uma hora e trinta minutos, início da
recirculação dos grãos, estavam com um teor médio de água de 18,52% b.u. Esta massa
de grãos depois da recirculação, após mais uma hora e trinta minutos, apresentava um
teor de água médio de 15,69% b.u.
Observou-se que, como o grão só foi secado até o teor de água de 15,69% b.u.,
devido as práticas operacionais da unidade armazenadora, praticamente, houve uma
secagem constante, pois, nesta faixa de umidade, a água dos grãos é desprendida
facilmente. Após atingir este teor de água, a tendência é ocorrer uma pequena variação
do teor de umidade, para um longo período de tempo, até os grãos atingirem um teor
médio de água de 13%.
Custos de secagem em secador tipo torre de fluxos mistos
Estimou-se o custo de secagem para as duas unidades armazenadoras da
CAROL, utilizando-se o programa computacional “Custo de secagem de grãos em
secador tipo cascata”, desenvolvido por Queiroz e Valente (2004), considerando-se o
134
reaproveitamento ou não do ar de exaustão nos secadores. Os secadores da CAROL não
possuem sistema de reaproveitamento do ar de exaustão.
No Quadro 2.56, apresenta-se os dados de entrada para simulação do custo de
secagem de grãos da unidade armazenadora de Guaíra, em secador do tipo cascata,
considerando ou não, o reaproveitamento duplo do ar
Quadro 2.56. Dados de entrada para simulação do custo de secagem de grãos em
secador tipo cascata
Escolha do produto
Produto: milho
Dados sobre o produto
Teor inicial médio de água (% b.u.) 22
Teor médio de água na saída do secador (% b.u.) 13
Tipo de secador
Fonte de aquecimento do ar
Combustível lenha
Poder calorífico (kJ kg
-1
) - medido 17.500
Preço da lenha (R$ t
-1
) - estimado 50,00
Dados gerais sobre o sistema de secagem
Capacidade de secagem (t h
-1
) - nominal 60
Potência total do sistema de movimentação de grãos e de ar - medido 125
Tempo de utilização (h ano
-1
) - estimado 2.520
Vida útil do secador e transportadores (ano) - estimado 20
Vida útil do queimador/fornalha (ano) - estimado 20
Demais dados para análise econômica
Preço de aquisição do sistema de secagem excluindo a fornalha (R$) - estimado 2.000.000,00
Preço de aquisição do queimador/fornalha (R$) - estimado 50.000,00
Valor de sucata (% do preço de aquisição) - estimado 10
Juros sobre o capital médio investido (% ao ano) - estimado 12
Taxas de seguro, impostos e alojamento (% do preço de aquisição) - estimado 2
Reparos e manutenção secador/transportadores (% do preço de aquisição ano
-1
) - estimado 3
Salários da mão de obra direta (R$ mês
-1
) - estimado 25.600,00
Encargos sociais (% do salário) - estimado 70
Horas trabalhadas por mês por trabalhador - estimado 504
Valor do salário total do pessoal administrativo (R$ mês
-1
) - estimado 15.000,00
Rateio salário pessoal administrativo para o sistema de secagem (% do total) - estimado 15
Preço da energia elétrica (R$ kWh
-1
) - estimado 0,4
No Quadro 2.57, é apresentado o resultado da simulação do custo de secagem de
grãos da unidade armazenadora de Guaíra, em secador do tipo cascata, considerando ou
não o reaproveitamento de ar.
135
Quadro 2.57. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador tipo
cascata não considerando-se o reaproveitamento do ar
Resultados
Custos fixos
Depreciação (R$ ano
-1
) 114.750,00
Juros (R$ ano
-1
) 140.250,00
Seguro, impostos, alojamento (R$ ano
-1
) 51.000,00
Mão-de-obra indireta (R$ ano
-1
) 45.900,00
Custo fixo total (R$ ano
-1
) 351.900,00
Custo fixo total (R$ hora
-1
) 139,64
Custo fixo total (R$ t
-1
) 5,33
Custos Variáveis
Energia para aquecimento do ar (R$ h
-1
) 44,11
Energia elétrica (R$ h
-1
) 36,78
Mão-de-obra direta (R$ h
-1
) 86,35
Reparos e manutenção (R$ h
-1
) 30,36
Custo variável total (R$ h
-1
) 197,59
Custo variável total (R$ t
-1
) 7,54
Custos totais
Custo total (R$ h
-1
) 337,24
Custo total (R$ t
-1
) 12,87
O Quadro 2.58 apresenta os resultados da simulação feita para o custo de
secagem de grãos, em secador tipo cascata, considerando-se o reaproveitamento duplo
do ar.
Quadro 2.58. Resultado da simulação do custo de secagem de grãos em secador tipo
cascata considerando-se o reaproveitamento do ar
Resultados
Custos Fixos
Depreciação (R$/ano) 114.750,00
Juros (R$/ano) 140.250,00
Seguro, impostos, alojamento (R$ ano
-1
) 51.000,00
Mão-de-obra indireta (R$ ano
-1
) 45.900,00
Custo fixo total (R$ ano
-1
) 351.900,00
Custo fixo total (R$ h
-1
) 139,64
Custo fixo total (R$ t
-1
) 5,33
Custos Variáveis
Energia para aquecimento do ar (R$ h
-1
) 35,96
Energia elétrica (R$ h
-1
) 36,78
Mão-de-obra direta (R$ h
-1
) 86,35
Reparos e manutenção (R$ h
-1
) 30,36
Custo variável total (R$ h
-1
) 189,44
Custo variável total (R$ t
-1
) 7,23
Custos totais
Custo total (R$ h
-1
) 329,08
Custo total (R$ t
-1
) 12,56
136
No Quadro 2.57, observa-se que o custo de secagem na unidade armazenadora
de Guaíra foi de R$ 12,87, por tonelada de grãos secados. Entretanto, no Quadro 2.58,
em que se considera o reaproveitamento duplo de ar no processo de secagem, o custo foi
reduzido para R$ 12,56.
Com a reutilização de parte do ar de resfriamento e de exaustão em ambas as
unidades armazenadoras, o custo de secagem poderia ser reduzido em 2,1% na unidade
armazenadora de Guaíra.
A Cooperativa dos Agricultores de Orlândia cobra pelo serviço de recepção,
descarga, limpeza, secagem, pulverização e armazenagem durante a primeira quinzena
um valor diferenciado, em função dos teores de água e impurezas do produto, que varia
de R$ 12,83 a R$ 21,33 por tonelada de grãos secados. O limite máximo para recepção
de grãos é de 22% de teor de água e 5% de grãos ardidos.
Avaliação da qualidade do produto
Conforme os padrões de classificação estabelecidos para a comercialização do
milho, após a secagem, o produto foi submetido ao teste qualidade de índice de trincas,
sendo classificável para fins comerciais.
137
2.6 CONCLUSÃO
As principais conclusões deste trabalho são apresentados a seguir.
Análise das linhas de fluxo das unidades armazenadoras
- De um modo geral, os equipamentos não estão adequados quanto à capacidade
de transporte de produtos agrícolas e linhas de fluxo, na unidade armazenadora
de Ituverava, mas estão adequados na unidade de Guaíra.
- A operação dos equipamentos não é satisfatória em ambas as unidades
armazenadoras, diminuindo, assim, a capacidade de transporte.
Linhas de fluxo na recepção de produtos na moega
- A separação de linhas de fluxo de produtos agrícolas na recepção da massa de
grãos favorece o processo de secagem e armazenagem.
Transporte
-
Na unidade armazenadora de Ituverava, o custo total com os transportadores da
linha de processamento é de R$ 38,49, para secagem de um lote de 60 t de milho
(R$ 0,64 t
-1
de milho).
-
Na unidade armazenadora de Guaíra, o custo total com os transportadores da
linha de processamento é de R$ 51,39 para secagem de um lote de 60 t de milho
(R$ 0,86 t
-1
de milho).
138
Redimensionamento de transportadores e avaliação da capacidade de transporte
atual máxima dos transportadores
- Na unidade armazenadora de Ituverava, o dimensionamento dos motores das
fitas transportadoras está coerente com os dados disponíveis na literatura técnica
de dimensionamento de transportadores, enquanto para os motores dos
elevadores de caçambas houve superdimensionamento.
-
Na unidade armazenadora de Guaíra, observou-se um superdimensionamento
inaceitável em todos transportadores estudados, o que onera os custos de
produção.
Verificação da capacidade efetiva de transportadores
- A capacidade de transporte efetiva dos equipamentos deve ser a mais próxima
possível da capacidade nominal de transporte do equipamento, para que haja
racionalização do uso de energia elétrica e mecânica.
Máquinas de limpeza e pré-limpeza
- Nas unidades armazenadoras o gasto com energia elétrica para secagem de um
lote de milho variou de R$ 5,41 (R$ 0,09 t
-1
) a R$ 2,86 (R$ 0,05 t
-1
), para as
máquinas de limpeza e pré-limpeza.
-
Os encarregados pela operação dos silos, em ambas as unidades armazenadoras,
possuem o conhecimento parcial quanto às regulagens das máquinas de pré-
limpeza e limpeza A regulagem fina das máquinas de pré-limpeza e limpeza no
período de safra não é realizada, o que pode causar aumento nos custos da
operação de secagem.
Secadores
-
O gasto com energia elétrica do motor do ventilador do secador, em ambas as
unidades armazenadoras, para a secagem de um lote de milho de 60 toneladas,
foi de R$ 31,84 (R$ 0,53 t
-1
).
Comparação da temperatura dos grãos na câmara de secagem medida e os valores
recomendados pela literatura técnica
-
Nos casos em que a temperatura dos grãos na câmara de secagem foi mais alta
que a temperatura recomendada na literatura técnica, a qualidade do milho para
processamento na indústria foi afetada.
139
-
Fontes complementares de energia
Análise do combustível lenha
- Não houve diferença significativa entre os valores de poder calorífico superior
(PCS), para os três tipos de lenha estudados.
-
A perda de matéria seca da lenha armazenada em pátios de unidades
armazenadoras favorece a diminuição da massa específica da madeira, causando
redução na quantidade de lenha armazenada.
Verificação da existência de combustão completa no processo de secagem
-
Em ambas as unidades armazenadoras existe a possibilidade de não ter havido
combustão completa da lenha devido à velocidade nas entradas de ar primário
estar muito acima da velocidade recomendada pela literatura técnica, em torno
de 5 m s
-1
. No entanto, durante os testes foi verificado que a temperatura da
combustão foi superior as mínimas exigidas para combustão completa. Este dois
fatos indicam a necessidade de estudos mais aprofundados no sentido de avaliar
a qualidade da combustão e controle da mesma.
Avaliação da determinação da vazão dos ventiladores utilizados
- Em ambas as unidades armazenadoras a vazão de ar do ventilador está bem
dimensionada, para um sistema de secagem com capacidade de secagem de
60 t h
-1
, considerando-se um excesso de ar de 30%, desta forma, a operação de
secagem não é comprometida pela falta de ar.
Avaliação de fornalhas de fogo direto para combustíveis sólidos
- De acordo com a literatura disponível, para uma capacidade de secagem de
60 t h
-1
, a área de grelha da fornalha da unidade armazenadora de Ituverava não
está bem dimensionada. A área de grelha desta unidade não satisfaz as condições
necessárias à queima de combustível para fornecimento de energia necessária à
secagem do produto agrícola, em tempo predeterminado.
-
Em ambas as unidades armazenadoras a área de grelha da fornalha está bem
dimensionada e, portanto, possui as condições necessárias à queima de
combustível para o fornecimento de energia necessária à secagem do produto
agrícola, em tempo predeterminado.
Análise do sistema de secagem
- O reaproveitamento do ar de exaustão do secador e a adoção de um roteiro de
procedimentos na operação de secagem, no sistema de secagem de ambas as
unidades armazenadoras, poderia contribuir para melhoria da eficiência do
sistema de secagem, diminuindo o consumo específico do secador, diminuindo o
140
tempo de secagem e a quantidade de lenha gasta em um lote de 60 toneladas de
produto secado.
-
Considerando as duas unidades armazenadoras estudadas, o custo de secagem
variou de R$ 9,61 a R$ 9,91, por tonelada de grãos secados. Considerando o
reaproveitamento do ar de exaustão no processo de secagem, este custo variou
de R$ 12,56 a R$ 12,87.
141
2.7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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144
Capítulo 3. RACIONALIZAÇÃO DO USO DE ENERGIA
ELÉTRICA EM UNIDADES ARMAZENADORAS
RESUMO
As unidades armazenadoras são grandes complexos, que consomem grande
quantidade de energia elétrica, principalmente, para utilização de motores elétricos e
sistema de iluminação. A adoção de equipamentos novos mais eficientes para tracionar
os transportadores, ventiladores, bombas e máquinas de limpeza e pré-limpeza, bem
como substituir lâmpadas incandescentes ou fluorescentes comuns ou vapor de mercúrio
e seus acessórios, pode levar à racionalização do uso da energia e consequentemente,
redução dos gastos com energia elétrica. A análise das demandas de energia elétrica de
contrato, a correção do fator de potência e a análise da qualidade do fornecimento de
energia elétrica podem proporcionar, também, economia de energia elétrica. O
experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa dos
Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), Guaíra e Ituverava – SP com capacidade
de secagem de 140 e 120 t h
-1
, respectivamente. O estudo abrangeu: (1) uso de
equipamentos eficientes – adequação de força motriz; (2) análise quanto a sua categoria
e tipo de isolamento de motores elétricos; (3) adequação tarifária; (4) adequação da
iluminação; e (5) qualidade de energia consumida. Para o uso de equipamentos
eficientes – adequação de força motriz em ambas as unidades armazenadoras
comprovou-se que o investimento em novas tecnologias são viáveis, economicamente,
no horizonte de planejamento de 10 anos. Para a análise da categoria e isolamento dos
145
motores elétricos, observou-se que, em ambas as unidades armazenadoras, os motores
funcionavam com a especificação de conjugado não recomendada para as funções
especificadas e com a classe de isolamento recomendada para as atividades
desenvolvidas dentro de certos parâmetros. Para a adequação tarifária, observou-se que
a demanda de contrato, a ser implementada, poderia ser inferior à atual praticada em
ambas unidades armazenadoras, indicando um grande potencial de economia com a
escolha da demanda de contrato. Para adequação da iluminação, observou-se um
potencial de economia geral médio de 50% com a adoção de equipamentos eficientes.
Para a qualidade de energia, observou- se que o desequilíbrio e amplitude de tensão não
influenciaram, significativamente, o desempenho dos motores elétricos. No
dimensionamento de condutores alimentadores para motores elétricos sugere-se, que
além do atendimento a norma técnica, também seja estudado no dimensionamento as
relações entre: (i) aumento da bitola do condutor; (ii) número de horas de
funcionamento; (iii) variação de preço de condutores; (iv) variação do gasto de energia
elétrica; (v) ganho de rendimento pelo aumento da bitola do condutor; e (vi)
comprimento do condutor. De acordo com o exposto, a racionalização de energia
elétrica em unidades armazenadoras é útil para a redução de custos com energia elétrica
e otimização do uso de energia.
PALAVRAS-CHAVE: motor elétrico, economia de energia elétrica, tarifa de energia
elétrica, iluminação, qualidade da energia.
146
3.1. INTRODUÇÃO
De acordo com Brasil (2005), o país dispõe de 7015 unidades armazenadoras
convencionais, com capacidade estática de 25,2 milhões de toneladas, bem como
7044 unidades armazenadoras a granel, com capacidade estática de 74,2 milhões de
toneladas e, portanto, uma capacidade total de armazenamento de 99,4 milhões de
toneladas. Dentre as várias cargas existentes nas unidades armazenadoras, as mais
significativas, em termos de consumo de energia elétrica, são aquelas que demandam
tração, seguindo-se as cargas que demandam calor ou frio e depois iluminação.
O consumo de energia elétrica brasileiro, relativo aos setores econômicos mais
significativos, pode ser observado na Figura 3.1 (BRASIL, 2004).
Figura 3.1. Consumo de energia elétrica por setores no Brasil.
147
Como se pode observar, o setor industrial é o que mais consome energia,
representando cerca 50% do consumo de energia elétrica do país. A utilização de
energia elétrica neste setor é apresentada na Figura 3.2 (ELETROBRÁS, 2002). Desta
forma, no setor industrial, os motores para geração de força motriz consomem cerca de
25% de toda energia elétrica produzida no Brasil.
Figura 3.2. Consumidores mais importantes do setor industrial.
Ainda na Figura 3.2, observa-se que as cargas comumente encontradas são as de
força motriz (49%), fornos elétricos (32%), caldeiras (10%), eletroquímicos (7%), e
iluminação (2%). Nas unidades armazenadoras encontram-se cargas de força motriz,
caldeiras e iluminação com grande potencial de racionalização do uso de energia. Além
disso, a correção do fator de potência, a adequação de aparelhos de ar condicionado,
refrigeradores e compressores e tarifas podem contribuir, efetivamente, para
racionalização do uso de energia elétrica em unidades armazenadoras.
De acordo com Silva et al. (2000), a etapa de secagem de milho na operação de
armazenamento, por exemplo, é responsável aproximadamente por 50% do consumo
total de energia.
Segundo Lopes et al. (2000) e Silva et al. (2000), existe um grande potencial de
economia de energia em unidades armazenadoras. Em todas as etapas do processo de
armazenamento, existem procedimentos que tornam o processo mais eficiente do ponto
de vista técnico e econômico.
148
3.2. REVISÃO DE LITERATURA
3.2.1. Motor elétrico
O motor elétrico é uma máquina, que transforma a energia elétrica que lhe é
entregue em energia mecânica, que fica disponível em seu eixo. Um motor elétrico
funciona devido à interação entre dois campos magnéticos: o que atua nos enrolamentos
do rotor e do estator. Todo condutor elétrico, que transporta corrente imerso em um
campo magnético, fica submetido a uma força de natureza mecânica, que é aproveitada
no eixo do motor elétrico que o arrasta lateralmente a este campo, a menos que este
condutor se encontre paralelo às linhas de indução deste campo.
Figura 3.3. Conversão de energia em um motor elétrico.
Para processar esta transformação de energia elétrica em mecânica, ocorrem
perdas por efeito Joule, magnéticas e mecânicas no interior do motor, de modo que a
potência disponível no eixo é a potência elétrica disponibilizada, subtraindo-se as perdas
(Figura 3.3).
149
A relação entre a potência útil, disponível no eixo do motor, e a potência elétrica
ativa é o rendimento (η) do motor.
Quanto ao tipo de energia utilizada, um motor elétrico pode ser considerado
como sendo de corrente contínua ou de corrente alternada. Existe, ainda, o motor dito
universal ou de coletor, que funciona tanto em corrente contínua quanto em corrente
alternada, sendo utilizado em aparelhos eletrodomésticos convencionais, como
ventiladores, liquidificadores, máquinas de costura, etc.
Basicamente, um motor elétrico é constituído de dois enrolamentos: um fixo,
montado em sua carcaça e outro móvel, montado em seu eixo. Nos motores de corrente
contínua, a parte fixa é denominada indutor ou enrolamento de campo, enquanto a
móvel é denominada armadura ou induzido. Nos motores de corrente alternada, a parte
fixa é, usualmente, denominado estator e a parte móvel rotor.
Motor de corrente alternada
Quanto à alimentação, os motores de corrente alternada podem ser monofásicos
ou trifásicos. Quanto ao princípio de funcionamento, dividem-se em síncronos e
assíncronos ou de indução. Todos funcionam baseados no princípio do campo
magnético girante ou pulsante, conforme forem trifásicos ou monofásicos.
Motor assíncrono ou de indução
Os motores assíncronos, ou de indução, são responsáveis por quase totalidade
das aplicações dos motores de corrente alternada. São simples, robustos e de fácil
manutenção. São chamados de assíncronos, pois, ao contrário dos motores síncronos,
não há sincronismo entre as velocidades do rotor e do campo magnético girante.
Quanto à alimentação, podem ser monofásicos ou trifásicos. Quanto às
características construtivas, podem ser com rotor bobinado ou com rotor em curto
circuito, também chamado “rotor em gaiola de esquilo”. O motor com rotor em curto
circuito é comumente empregado, devido sua robustez e eficiência.
Um motor de indução é composto por dois circuitos elétricos, totalmente
independentes, um instalado no estator e outro no rotor, acoplados magneticamente. A
energia elétrica é transferida de um circuito para outro, por meio da indução
eletromagnética, tal como ocorre nos transformadores.
150
O enrolamento do estator (Figura 3.4), quando alimentado por corrente alternada
monofásica ou trifásica, cria um campo magnético que gira em velocidade síncrona,
definida pela freqüência da rede.
Figura 3.4. Estator de um motor elétrico.
O rotor bobinado ou em anéis de um motor trifásico (Figura 3.5) é composto por
um núcleo de ferro laminado, onde se alojam três enrolamentos semelhantes ao do
estator, com o mesmo número de pólos. Os enrolamentos são ligados em estrela e as
extremidades dos enrolamentos são ligadas a anéis fixos no eixo, que permitem ligar
resistências variáveis em série com os três enrolamentos e coloca-los em curto circuito,
quando em funcionamento normal. Estas resistências servem para limitar a corrente de
partida do motor e controlar sua velocidade.
Figura 3.5. Rotor bobinado ou de anéis de um motor elétrico.
Os motores de indução com rotor em gaiola (Figura 3.6) têm um rotor em forma
de tambor, dotado de ranhuras, onde se alojam barras de cobre, curto circuitadas nas
extremidades por meio de anéis.
Figura 3.6. Rotor em gaiola de um motor elétrico.
151
O campo girante produzido pelo estator, submete os condutores do rotor a uma
variação de fluxo, sendo induzidas forças eletromotrizes, fem’s. Essas fem’s fazem
circular correntes por estes condutores que, por sua vez, reagem com o campo girante,
produzindo um conjugado motor que, de acordo com a lei de Lenz, faz o rotor girar no
mesmo sentido do campo girante.
Deve-se ressaltar que a velocidade do rotor nunca atinge a velocidade do campo
girante, pois, se esta fosse atingida, os condutores do rotor não sofreriam variação de
fluxo magnético e, conseqüentemente, não haveria conjugado motor.
Este tipo de motor é dito motor de velocidade aproximadamente constante, pois,
sua velocidade em plena carga é, somente, cerca de 5% menor que sua velocidade a
vazio.
Os motores de indução com rotor em gaiola absorvem na partida uma corrente,
em média, 5 a 7 vezes maior que a corrente de plena carga e desenvolvem um
conjugado de partida cerca de uma vez e meia e duas vezes o conjugado nominal.
Motor de indução
O rotor de um motor de indução monofásico é semelhante ao de um motor
trifásico, tanto o de gaiola de esquilo quanto o bobinado, sendo que tanto o rotor quanto
o estator possuem um único enrolamento. O enrolamento do estator, quando alimentado
por corrente alternada, produz um campo magnético pulsativo. Este campo pulsante é
induzido no rotor.
Como um campo pulsativo é incapaz de dar partida ao motor, necessita-se de um
enrolamento auxiliar, muitas vezes denominado de enrolamento de partida. O
enrolamento de partida é geralmente, ligado em paralelo com o enrolamento principal.
Capacitores podem ser utilizados para aumentar a defasagem entre os enrolamentos
principal e de partida.
Como o capacitor adianta a corrente de 90 graus, em relação à tensão, têm-se,
portanto, dois campos magnéticos pulsativos também defasados de 90 graus. A
interação entre os dois campos resulta um campo magnético girante, capaz de
proporcionar a partida do motor. À medida que o motor acelera, um interruptor
centrífugo, acoplado em seu eixo, desenergiza o enrolamento auxiliar.
Como a maioria dos motores elétricos utilizados na agricultura tem indução
monofásica ou trifásica, este trabalho limita-se a este tipo de motor.
152
Os motores síncronos têm velocidade fixa e são utilizados, somente, para
grandes potências. Os motores assíncronos (ou de indução) possuem velocidade
praticamente constante, variando, ligeiramente, com a carga mecânica aplicada a seu
eixo.
O motor possui os seguintes componentes básicos:
(1) Circuito magnético - constituído por chapas de material ferromagnético,
empilhadas e isoladas entre si;
(2) Estator - conjunto de circuito magnético, cujo enrolamento principal é
alimentado pela rede de corrente alternada; e
(3) Rotor - constituído de um núcleo ferromagnético, também laminado, sobre o
qual encontra-se um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais
circulam correntes induzidas pelo campo magnético girante, produzido pelas correntes
que circulam nas bobinas do estator.
O rotor é montado em um eixo apoiado em rolamentos, que, por sua vez,
transmite à carga a energia mecânica produzida. O entreferro (distância entre o rotor e o
estator) é bastante reduzido, de forma a reduzir a corrente em vazio e, portanto, as
perdas, bem como aumentar o fator de potência em vazio.
3.2.2. Caracterização de equipamentos
De acordo com as normas de NBR 7094 e NBR 5383, são realizados ensaios de
rotina, tipo e especial em uma amostragem, na linha de produção de motores elétricos.
Os ensaios classificados como Tipo são aqueles realizados em um ou mais motores
fabricados, conforme determinado projeto, para comprovar que este projeto satisfaz
determinadas especificações. Os classificados como Especiais são aqueles não
considerados como ensaios de Rotina ou de Tipo (Quadro 3.1), devendo ser realizados
mediante acordo prévio entre fabricante e comprador (WEG, 2002). Tais testes servem
para comprovar a eficiência e robustez dos motores elétricos. Normalmente, essas
informações acompanham o motor elétrico em sua placa de identificação de parâmetros
técnicos.
153
Quadro 3.1. Ensaios de laboratório realizados em motores elétricos
Relação de ensaios Classificação do ensaio Item
Nº
Ensaios (de / para) Rotina Tipo Especial
Observações
1
Medição da resistência de
isolamento
x x
2
Medição da resistência elétrica do
enrolamento (do estator e do rotor
para motores de anéis, a frio)
x x
3 Dielétrico x x
4
Em vazio (sob tensão nominal)
para determinação de:
4.1 – Potência de entrada
4.2 – Corrente
x x
Permite a determinação da
soma das perdas no núcleo e
das perdas por atrito e
ventilação
5
Com rotor bloqueado, para
determinação de:
5.1 – Corrente
5.2 – Conjugado
5.3 – Potência absorvida
x x
Não aplicável a motores com
rotor bobinado
6 Medição de tensão secundária x x
Aplicável, somente, a motores
com rotor bobinado
7
Partida com levantamento das
curvas características conjugado
versus velocidade e corrente
versus velocidade para
determinação de:
7.1 – Conjugado de partida,
incluindo os valores dos
conjugados mínimos e máximos
7.2 – Corrente de partida
x
Não aplicável a motores com
rotor bobinado, exceto para
conjugado máximo
8 Temperatura x
9
Determinação do rendimento a
100%, 75% e 50% da potência
nominal
x
10
Determinação das perdas a 100%,
75% e 50% da potência nominal
x
11
Determinação do escorregamento
100%, 75% e 50% da potência
nominal
x
12
Determinação do fator de
potência 100%, 75% e 50% da
potência nominal
x
13
Determinação do conjugado
máximo
x
14 Sobrevelocidade x
15
Nível de ruído (potência sonora
em vazio)
x Ver NBR 7565
16
Tensão no eixo e medição da
resistência de isolamento do
mancal
x
Geralmente feito em motores
com potência nominal ≥ 350
kW (500 cv)
17
Vibração (valor eficaz máximo de
vibração em mm.s
-1
)
x
18
Medição da tangente do ângulo
de perdas
x
Para motores com tensão
nominal ≥ 5 kV e ≤ 24 kV e
com potência nominal ≥ 5 MW.
Ver NBR 5117
154
O conhecimento dos dados de placa dos motores elétricos possibilita, ao usuário,
inferir sobre as condições otimizadas de funcionamento do motor elétrico. A Figura 3.7
mostra uma placa de identificação de motor elétrico de indução.
Fonte: (WEG, 2002)
Figura 3.7. Placa com os dados nominais de um motor elétrico.
Na placa de identificação, é possível verificar se o motor elétrico é do tipo
padrão ou alto rendimento, corrente máxima em regime de operação para as respectivas
tensões de alimentação da rede, potência, número de fases, classe de isolamento, grau
de proteção, tipo de carcaça, fator de serviço, e outros. Muitas informações de
desempenho em regime de trabalho do motor elétrico são também disponibilizadas, tais
como o rendimento nominal e fator de potência. Baseado na informação sobre o tipo do
motor elétrico, é possível verificar se o motor elétrico é mais, ou menos, eficiente. Por
exemplo, um motor de alto rendimento é mais eficiente que um motor do tipo padrão,
em todas as faixas de potência.
Tipo de carcaça: informação referente à carcaça do motor elétrico. No caso
apresentado na Figura 3.7, a carcaça é 90 L.
Mês e ano de fabricação do motor: informação referente ao tempo de vida útil do
motor. Na Figura 3.7, o motor foi fabricado em 03/1999.
155
Potência nominal: é a potência que o motor fornece em seu eixo, quando opera em
condições de plena carga. De acordo com a ABNT, deve ser especificada em cavalos
vapor (cv). Na Figura 3.7, a potência do motor é de 2,2 kW (3 cv).
Rendimento: é a relação, expressa em percentagem, entre a potência útil fornecida no
eixo e a potência elétrica útil absorvida pelo motor. O rendimento está relacionado à
perda de energia útil, ocorrida durante a transformação da energia elétrica em energia
mecânica. Em geral, o rendimento aumenta com a potência nominal do motor.
O rendimento nominal do motor, esquematizado na Figura 3.7, é de 85,5%.
Velocidade nominal: é o número de rotações do eixo do motor, por unidade de tempo.
Normalmente, é especificada em rotações por minuto (rpm). A velocidade de rotação do
motor depende das características construtivas do motor, número de pólos e freqüência
da rede de alimentação.
Tensão nominal: é a tensão à qual o motor deve ser alimentado. As tensões
convencionais são 110, 220, 380, 440 e 660 V.
Freqüência nominal: é a freqüência da rede, que deve alimentar o motor para que ele
possa operar em condições nominais. É especificada em Hertz (Hz). Na Figura 3.7, a
freqüência nominal do motor é 60 Hz.
Corrente nominal: é a corrente, que o motor solicita da fonte de alimentação, para
fornecer em seu eixo a potência nominal, quando alimentado com tensão e freqüência
nominais, em regime de trabalho. Na Figura 3.7, as correntes nominais do motor são
8,4/4,86/4,20 A, nas tensões, quando alimentado com 220/380/440 V, respectivamente.
Fator de potência: é a relação entre a potência útil do motor (fornecida em seu eixo),
medida em Watts, e a potência aparente que ele absorve da fonte. Define a capacidade
do motor em utilizar a energia que a fonte lhe fornece. De acordo com a portaria do
DNAEE número 85 de março de 1992, o fator de potência das instalações atendidas em
média e alta tensão deverão ser iguais ou superiores a 0,92. Desta forma, deve-se
escolher motores com fator de potência próximo a 0,92, na condição de carregamento
156
nominal (CREDER, 1995; CODI, 2000). No caso da Figura 3.7, o fator de potência
nominal do motor é de 0,81.
Classe de isolamento do motor: a classe de isolamento do motor elétrico indica a
temperatura máxima do ponto mais quente, que o motor elétrico poderá suportar em
regime de trabalho, seja pelo aquecimento devido à ventilação insuficiente, partidas
sucessivas, sobretensões e outros (Quadro 3.2).
Quadro 3.2. Caracterização quanto à temperatura das diferentes classes de isolamento
de motores elétricos
Classe de isolamento A E B F H
Temperatura ambiente ºC 40 40 40 40 40
Δt = elevação de temperatura (método da
resistência)
ºC 60 75 80 105 125
Diferença entre o ponto mais quente e a
temperatura média
ºC 5 5 10 10 15
Total: temperatura do ponto mais quente ºC 105 120 130 155 180
Fonte: Eletrobrás (2004)
De acordo com Eletrobrás (2004), a operação do motor elétrico com 8 a 10 ºC
acima da temperatura-limite, permitida pela classe de isolamento, pode reduzir a vida
útil pela metade. Na Figura 3.7, a classe de isolamento do motor elétrico é B.
Letra código dos motores: é a relação entre a potência aparente solicitada da rede
(kVA) e potência nominal (cv), com o rotor bloqueado. Embora o motor nunca opere
nesta condição, ela pode ser considerada válida no instante da partida. O Quadro 3.3
apresenta valores de letras códigos de motores elétricos.
Quadro 3.3. Valores de letra-código para motores elétricos
Letra Código kVA/cv com rotor bloqueado
A 0,00 – 3,14
B 3,15 – 3,54
C 3,55 – 3,99
D 4,00 – 4,49
E 4,50 – 4,99
F 5,00 – 5,59
G 5,60 – 6,29
H 6,30 – 7,09
J 7,10 – 7,99
K 8,00 – 8,99
L 9,00 – 9,99
Fonte: PROCEL (2004)
157
Fator de serviço (fs): o fator de serviço de um motor é o valor que, multiplicado pela
potência nominal, indica a sobrecarga que ele suporta, desde que o regime de operação
não seja contínuo, isto é, senão ocorra um aquecimento incompatível com a classe de
isolamento do motor, embora com queda no rendimento e no fator de potência. O fator
de serviço representa uma reserva de potência, que o motor elétrico poderá produzir em
situações adversas, em regime de operação. Em geral, este valor é 15%. Por exemplo,
quando se compra um motor de 100 cv, com fator de serviço de 1,15, a potência total
que o motor poderá desenvolver será 115 cv. Esta informação deverá ser considerada no
dimensionamento do sistema de comando e proteção dos motores elétricos.
Regime de trabalho: define as maneiras como o motor deve operar. Por exemplo,
funcionamento em regime contínuo ou intermitente.
Categoria do motor: a categoria do motor elétrico fornece informações, referentes ao
conjugado do motor elétrico versus a rotação do motor elétrico acoplado à carga. A
categoria N apresenta um conjugado de partida, com baixo escorregamento; esta
categoria é a mais encontrada no mercado e presta-se ao acionamento de cargas, como,
bombas, máquinas operatrizes e ventiladores. Na categoria H, os motores apresentam
alto conjugado de partida, corrente de partida normal e baixo escorregamento; são
utilizados para cargas que exigem maior conjugado de partida, como peneiras,
transportadores carregadores, cargas de alta inércia e britadores. A categoria D
apresenta alto conjugado de partida, corrente de partida normal e alto escorregamento
(+ de 5%). São utilizados em prensas excêntricas e máquinas semelhantes, onde a carga
apresenta picos periódicos, bem como em elevadores e cargas, que necessitam de
conjugado de partida muito alto e corrente de partida limitada. Existem, ainda, as
categorias NY e HY, em que os motores são previstos para partida estrela-triângulo,
onde na ligação estrela para estes motores, sendo os valores mínimos do conjugado de
partida com rotor bloqueado e do conjugado mínimo de partida iguais a 25% dos
valores indicados para os motores de categoria N e H, respectivamente. As curvas de
conjugado versus velocidade das diferentes categorias são apresentadas na Figura 3.8
(WEG, 2002).
158
Figura 3.8. Curvas de conjugado versus velocidade.
Corrente de partida versus corrente nominal: a relação corrente de partida (I
c
) versus
corrente nominal (I
n
) mostra quantas vezes a corrente de partida do motor elétrico é
maior que a corrente nominal na partida do mesmo. Esta informação deverá ser,
também, considerada no dimensionamento do sistema de comando e proteção dos
motores elétricos.
Esquema de ligação das fases: as informações contidas nos esquemas de ligação das
fases propiciam a ligação de um mesmo motor, em diferentes redes de alimentação.
Sabe-se que a variação do nível de tensão e o desbalanceamento entre as fases afetam,
intensivamente, o rendimento dos motores elétricos.
Grau de proteção do motor elétrico: capacidade do invólucro do motor elétrico em
interagir com o meio ambiente, em que o motor se encontra. Os graus de proteção de
equipamentos elétricos são definidos por meio de letras características IP, seguidas de
dois algarismos. O 1º algarismo indica o grau de proteção contra penetração de corpos
sólidos estranhos e contato acidental, variando de índice 0 (sem proteção) até 6
(totalmente protegido contra poeira). O 2º algarismo indica o grau de proteção contra a
penetração de água no interior do motor, variando de índice 0 (sem proteção) até 8
(imersão permanente). Os motores cuja classe de proteção está classificada como IP 00,
02, 11, 12, 13, 21, 22 e 23 são denominados “tipo aberto”. Os motores fechados são
aqueles compreendidos na categoria IP44, 54, 55 e (W)55. O motor esquematizado na
Figura 3.7 é IP 55, portanto, é do tipo fechado, sendo que seu 1º algarismo (5) significa
que é protegido, completamente, contra toques e acúmulo de poeiras nocivas e o
2º algarismo (5) significa que ele é protegido contra jatos de água em todas as direções.
159
3.2.3. Curvas características de motores elétricos
As curvas características dos motores elétricos são provenientes de ensaios
realizados em bancadas de teste, para as condições de carregamento e vazio. De acordo
com os testes, as curvas características dos motores elétricos podem ser plotadas em
função de seu índice de carregamento. Em geral, apresentam-se as curvas características
de corrente elétrica, fator de potência, escorregamento ou rendimento versus o índice de
carregamento (Figuras 3.9 e 3.10) (WEG, 2000).
Figura 3.9. Curva característica representativa de motor de potência inferior a 18,4 kW
(25cv).
Figura 3.10. Curva característica representativa de motor de potência superior a
18,4 kW (25cv).
160
Índice de carregamento
As informações das curvas características mostram que para motores menores de
18,4 kW (25 cv), na condição de operação com baixo índice de carregamento, IC <
50%, tanto o rendimento, fator de potência, como a corrente elétrica possuem valores
baixos, indicando que o motor está subutilizado (Figura 3.9). Já para motores maiores
que 18,4 kW (25 cv) (Figura 3.10), mesmo os motores operando com baixos índices de
carregamento, o rendimento e o fator de potência não são tão afetados, como no caso
dos motores de menor potência. Mas de uma forma geral recomenda-se, que os motores
elétricos trabalhem com um índice de carregamento maior que 75%, pois é nesta
situação que todos os parâmetros de eficiência dos motores elétricos são maximizados.
3.2.4. Adequação de força motriz
A substituição de motores tipo padrão por modelos de alto rendimento, e o
aumento do número de horas de funcionamento anual, podem apresentar taxas internas
de retorno superiores a 60% para situações, em que, o número de horas de
funcionamento anual seja superior a 2000 horas. Esses dados indicam o grande
potencial de viabilidade técnica e econômica da racionalização do uso de energia
elétrica a partir da adequação de força motriz (COSTA et al., 1998; CAMPANA, 2000;
TEIXEIRA, 2002; LOPES, 2002; RIBEIRO, 2003).
De acordo com a Figura 3.11, para toda faixa de potência, os motores do tipo
alto rendimento possuem um rendimento superior àqueles dos motores tipo padrão. A
variação no índice de rendimento para um motor de mesma potência, neste caso, pode
ser de 2 a 8%, somente, com a substituição do motor elétrico (ELETROBRÁS, 2002).
Fonte: Eletrobrás (2002)
Figura 3.11. Rendimento nominal para motores de alto rendimento e tipo padrão,
4 pólos, categoria N.
161
Para adequação de força motriz, é importante que se faça a avaliação do índice
de carregamento e do índice de rendimento do motor na condição de carga efetiva. O
índice de rendimento efetivo do motor elétrico pode ser avaliado, por meio de medição
da corrente elétrica do estator. A determinação do índice de rendimento por meio de
medição da corrente elétrica é a mais utilizada, pois, é um método mais simples. De
posse da corrente elétrica do motor, trabalhando em plena carga e seus dados de placa,
determina-se o índice de carregamento (IC), por meio da curva característica de
rendimento (WEG, 2000). Na determinação do índice de rendimento de motores
elétricos, deve-se levar em consideração o desbalanceamento de tensões e o nível de
tensão, haja vista a grande influência destes parâmetros no índice de rendimento dos
motores elétricos (ELETROBRÁS, 1998). Outros fatores devem ser considerados,
como: (i) torques requisitados na partida; (ii) número de partidas por hora;
(iii) caracterização do ambiente de trabalho; e (iv) tipo de proteção da carcaça do motor.
As principais opções para adequação do uso de força motriz são substituições de
motores elétricos do tipo padrão em funcionamento, a saber: (i) motor tipo padrão (PD),
em uso, por motor de mesma potência de alto rendimento (AR) novo; (ii) motor tipo
padrão (PD), em uso, por motor novo de alto rendimento adequado à condição de carga
(AR); (iii) motor tipo padrão (PD), em uso, por motor tipo padrão adequado à condição
de carga (PDA); e (iv) motor tipo padrão (PD), em uso, por motor novo de alto
rendimento adequado à condição de carga e com o número de horas de funcionamento
anual maximizado (ARA/h) (TEIXEIRA, 2002).
Para cada situação, devem ser considerados os seguintes dados de entrada da
análise econômica: número de horas de funcionamento anual, vida útil, taxa de juros,
taxa de inflação no horizonte de planejamento, preço da tarifa de energia elétrica,
consumo e demanda, período do ano para efeito de cálculo de tarifas, dentre outros.
Cálculo do gasto com motores elétricos
O gasto com consumo de energia elétrica dos motores foi estimado,
empregando-se a equação
η
hTIP0,736
=C
cc
(3.1)
em que
162
C = gasto com consumo de energia elétrica, R$ ano
-1
;
P = potência nominal do motor elétrico, cv;
0,736 = fator de conversão de cv para kW;
I
c
= índice de carregamento do motor elétrico, %;
T
c
= tarifa de consumo, R$ kWh
-1
;
h = número de horas de funcionamento anual, h; e
η
= rendimento do motor elétrico, decimal.
O gasto com demanda de energia elétrica dos motores foi estimado, por meio da
equação
η
12TIP0,736
=D
dc
(3.2)
em que
D = gasto com demanda de energia elétrica, R$/ano;
T
d
= tarifa de demanda, R$/ kW; e
12 = número de meses do ano.
Além da análise de carregamento, é necessária a análise de conjugado de partida
e aquecimento.
3.2.5. Sistema tarifário
Devido à entrada conjunta da iluminação pública e dos chuveiros do sistema
residencial, a curva de carga típica do sistema elétrico brasileiro apresenta a maior
demanda de energia elétrica, no horário compreendido entre 17 e 22 h. Com o objetivo
de adequar a oferta de energia à solicitação de carga do sistema elétrico, foi concebida a
estrutura tarifária horo-sazonal (tarifas azul e verde), de modo a compreender a
sistemática de aplicação de tarifas a preços diferenciados, de acordo com o horário do
dia (ponta e fora de ponta) e períodos do ano (úmido e seco). Com esta estrutura
tarifária, o objetivo consiste em prorrogar a necessidade de melhoria na infra-estrutura
do sistema elétrico nacional, que é formado por 96% por recursos hídricos,
aproximadamente (CEMIG, 1998; CODI, 2000).
O sistema tarifário em vigor no Brasil, aplicável a consumidores do grupo A,
pode ser classificado em convencional e horo-sazonal. Os consumidores de energia
elétrica, que se enquadram no sistema convencional de tarifas, podem ser taxados pelo
consumo e demanda de energia elétrica.
A tarifa no horário de ponta é cerca de 200% mais cara que a tarifa no horário
fora de ponta, para demanda e cerca de 130% mais cara para o consumo na tarifa azul.
163
A tarifa verde, no horário de ponta, sofre o referido acréscimo apenas para o consumo
de energia elétrica e não para demanda. Neste sistema tarifário, cobra-se demanda de
ultrapassagem, quando a demanda de energia utilizada excede à demanda contratada. As
concessionárias de energia elétrica taxam a tarifa de ultrapassagem em 300% do valor
da tarifa do respectivo horário.
3.2.6. Sistema de iluminação
De acordo com Eletrobrás (2004), a iluminação é responsável por cerca de 23%
do consumo no setor residencial, 44% no setor comercial e serviços públicos e 1% no
setor industrial. Muitos estudos mostram que os projetos de iluminação não
contemplavam soluções eficientemente corretas. A combinação do uso inteligente de
iluminação natural, de projetos arquitetônicos eficientes, e de lâmpadas, reatores e
refletores eficientes nas luminárias, associados a hábitos saudáveis em sua utilização,
podem ser aplicados para reduzir o consumo de energia elétrica. A substituição de
lâmpadas incandescentes por lâmpadas fluorescentes e, ou fluorescentes compactas,
reatores eletromagnéticos por reatores eletrônicos, lâmpadas de vapor mercúrio por
lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão e luminárias espelhadas podem proporcionar
uma grande economia na vida útil dos equipamentos, pois, a vida útil das lâmpadas e
reator e a eficiência luminosa da luminária e do reator são superiores àquelas dos
equipamentos tradicionais, bem como a adoção de equipamentos que auxiliam na
automação, como os sensores de presença e células fotoelétricas estão entre as
principais medidas para maximizar a economia com iluminação. Não se deve esquecer a
importância da manutenção de sistemas de iluminação, como luminárias e pintura de
tetos e paredes, como um dos fatores determinantes na racionalização do uso de energia
elétrica na iluminação.
O consumo das lâmpadas pode ser calculado, de acordo com a equação
1000
ThP
=C
c
L
(3.3)
em que
C
L
= gasto com consumo de energia elétrica, R$ ano
-1
;
P = potência nominal da lâmpada, W;
T
c
= tarifa de consumo, R$ kWh
-1
; e
h = número de horas de funcionamento anual, h.
164
O consumo do reator eletromagnético e eletrônico para lâmpadas fluorescentes,
pode ser calculado de acordo com a equação
1000
ThPX
C
ci
r
=
(3.4)
em que
C
r
= gasto com consumo de energia elétrica do reator eletromagnético,
R$ ano
-1
;
X
i
= constante de eficiência para o reator, eletromagnético ou eletrônico;
P = potência nominal da lâmpada, W;
h = número de horas de funcionamento anual, h; e
T
c
= tarifa de consumo, R$ kWh
-1
.
Segundo Eletrobrás (2004), o consumo de energia elétrica dos reatores
eletromagnético e eletrônico é de cerca 20% e 5% das lâmpadas que eles energizam,
respectivamente.
3.2.7. Qualidade do fornecimento de energia elétrica
A qualidade da energia ofertada pela concessionária de energia elétrica pode ser
monitorada pelo consumidor de uso final, por meio de: desequilíbrio da rede trifásica,
com tensões apresentando diferentes amplitudes e, ou defasagens; alterações ou
flutuações da amplitude da tensão; e existência de forte conteúdo de harmônicos,
alterando o comportamento senoidal da tensão (ELETROBRÁS, 2004). Estes três
parâmetros constituem as principais distorções, que podem ocorrer nas redes trifásicas,
pois, sua presença altera o desempenho de todos os equipamentos elétricos, os quais são
especificados para determinados níveis de tensão, defasagem entre as fases e índice de
distorção harmônica.
A rigor, o cálculo do desequilíbrio de uma rede é obtido com o uso da
ferramenta de cálculo denominada “Componentes Simétricas”. Estas componentes de
um sistema trifásico desequilibrado são denominadas como componentes de seqüência
positiva, negativa e zero, considerando-se a possibilidade de diferentes amplitudes de
tensões e, ou defasagens diferentes de 120º. De acordo com o Eletrobrás (2004) segundo
a NBR 7094/1996, um sistema trifásico é considerado praticamente equilibrado, se a
componente de seqüência zero não exceder 1% da componente de seqüência positiva,
bem como se a componente de seqüência negativa não exceder 1% da componente de
seqüência positiva, durante período prolongado, ou 1,5% durante um período curto não
superior a alguns minutos.
165
O cálculo do desequilíbrio baseado, apenas, na consideração de amplitudes
diferentes pode acobertar erros. Entretanto, como a medição da defasagem exige
instrumentação apropriada, a nível industrial, a NBR 7097/1996 admite, para fins
práticos, que o desequilíbrio da rede seja definido por
média
médiamax
tensão
V
V-V
=D
(3.5)
em que
D
tensão
= desequilíbrio de tensão; %
V
máx
= valor da máxima tensão, V; e
V
média
= valor médio das tensões, V.
O efeito do desequilíbrio da tensão nas correntes dos motores elétricos trifásicos
pode ser observado na Figura 3.12.
Fonte: Eletrobrás (2002)
Figura 3.12. Efeito do desequilíbrio da tensão nas correntes de um motor de indução
trifásico.
Estudos demonstraram que um pequeno desequilíbrio de 3,5 % na tensão pode
aumentar as perdas do motor de indução trifásico em 20%. Um desequilíbrio de 5% ou
mais pode destruí-lo, rapidamente. Segundo a norma NBR 7097/1996, devem ser
aplicados fatores de redução para a potência disponível no eixo de motores categoria N,
quando os mesmos são alimentados por tensões desequilibradas, de modo que a
elevação de temperatura admissível não seja excedida. Para as outras categorias, é
recomendável consultar o fabricante (ELETROBRÁS, 2004).
A Figura 3.13 apresenta os fatores de redução a serem adotados, conforme o
valor percentual do desequilíbrio das tensões da rede.
166
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
012345
Desequíbrio de tensão (%)
Fator de redução (decimal)
Fonte: Eletrobrás (2002)
Figura 3.13. Curva do fator de redução para a potência disponível no eixo.
Segundo Eletrobrás (2004) a, alteração na amplitude de tensão pode influenciar a
eficiência e o fator de potência de motores elétricos, pois, este equipamento é
influenciado, diretamente, pelo valor da tensão de alimentação. Normalmente, estes
motores são projetados para suportar variações máximas numa faixa de 10 % acima e
abaixo da tensão nominal (Figura 3.14).
Fonte: Eletrobrás (2002)
Figura 3.14. Influência da variação da tensão no desempenho de um motor de indução
trifásico.
167
Análise do dimensionamento de condutores para motores elétricos considerando a
relação entre o aumento da seção do condutor e a queda de tensão admissível
Segundo Creder (1995), a norma técnica permite que haja uma queda de tensão
máxima, de 7% nos condutores alimentadores, desde o quadro geral de distribuição até
o motor elétrico. De acordo com a Eletrobrás (2002), há a influência da variação da
tensão no desempenho de um motor de indução trifásico, principalmente no rendimento
do motor elétrico. Para uma queda de 7% na tensão, há uma redução de cerca de 1% no
rendimento de um motor elétrico trifásico (Figura 3.14). Uma possibilidade para
minimizar a perda de rendimento dos motores elétricos é o estudo da relação entre:
(i) aumento da bitola do condutor, uma bitola acima, a indicada pelo dimensionamento
tradicional; (ii) custo entre os condutores de bitolas diferentes; (iii) comprimento do
condutor; (iv) horas de funcionamento diário do motor elétrico; (v) preço da energia
elétrica; (vi) ganho de rendimento devido, a diminuição da queda de tensão pelo
aumento da bitola do condutor; (vii) vida útil dos condutores; e (viii) taxa de juros
adotada na análise de vida útil.
3.2.8. Análise econômica
Valor presente líquido – VPL
Segundo Lapponi (1996), o Valor Presente Líquido compara todas as entradas e
saídas de dinheiro na data inicial do projeto, descontando todos os valores futuros do
fluxo de caixa na taxa de juros k, que mede o custo de capital. A expressão geral do
VPL do projeto de investimento é dada pela equação
∑
=
+
+
+
+=
n
1t
nt
t
)k1(
Q
)k1(
R
IVPL
(3.6)
em que
VPL = valor presente líquido, R$;
I = investimento de capital na época zero, R$;
R
t
=
retornos depois de descontados os impostos, R$;
n = prazo da análise do projeto ou vida útil, ano;
k = taxa de juros, decimal;
Q = valor residual do projeto no final do prazo da análise, R$; e
t = subperíodos de análise, ano.
168
Portanto, o critério do método do VPL estabelece que, enquanto o valor presente
das entradas for maior que o valor presente das saídas, que foi calculado com a taxa de
juros k, que mede o custo de capital, o projeto deve ser aceito. Resumindo, sempre que:
(i) VPL > 0, o projeto deve ser aceito; (ii) VPL = 0, é indiferente aceitar ou não; e
(iii) VPL < 0, o projeto não deve ser aceito.
Taxa interna de retorno –TIR
Segundo Lapponi (1996), esta é a taxa de juros que anula o VPL, isto é, que
torna VPL = 0. Como a soma de todos os capitais na data inicial do projeto de
investimento deve ser igual a zero, impõe-se esta condição na fórmula do VPL do
projeto. A Equação 3.7 apresenta a fórmula para cálculo da TIR.
∑
=
+
+
+
+==
n
1t
nt
t
)TIR1(
Q
)TIR1(
R
I0VPL
(3.7)
em que
TIR = taxa interna de retorno, decimal;
VPL = valor presente líquido, R$;
I = investimento de capital na época zero, R$;
R
t
=
retornos após descontados os impostos, ou imposto de renda, R$;
n = prazo da análise do projeto ou vida útil, ano; e
Q = valor residual do projeto no final do prazo da análise, R$.
O critério do método da taxa interna de retorno estabelece que, enquanto o valor
da TIR for maior que o valor do custo de capital k, o projeto deve ser aceito, isto é,
sempre que (i) TIR > k, o projeto deve ser aceito; (ii) TIR = k, é indiferente aceitar ou
não; e (iii) TIR < k, o projeto não deve ser aceito.
Razão benefício custo – RBC
Segundo Frizzone e Silveira (2000), a razão benefício/custo é o quociente
entre a soma dos benefícios e dos custos, descontada taxa de juros adotada para cada
período considerado. O importante é verificar se os benéficos são maiores que os custos.
Há várias formas para representar a razão benefício/custo (B/C), dependendo
apenas de como se mede cada uma dessas variáveis. Um conceito freqüentemente
utilizado é a razão entre o valor presente dos benefícios e o valor presente dos custos,
que é representado pela equação
169
∑
∑
=
=
+
+
=
n
0t
t
t
n
0t
t
t
)j1(C
)j1(B
C
B
(3.8)
em que
B = benefício, R$;
C = custos, R$;
n = vida útil, ano;
j = taxa de juros, decimal; e
t = subperíodos de capitalização, ano.
Na Equação 3.8, o numerador mede o valor presente dos benefícios advindos
no decorrer da vida do projeto, enquanto o denominador mede o valor presente dos
custos relativos à implantação e operação do projeto. Outra forma para calcular a razão
B/C é diretamente a partir dos cálculos do VPL, dividindo-se o somatório dos valores
descontados dos benefícios líquidos pelo investimento inicial.
Taxa de retorno do capital –TRC
É o período de tempo necessário para que o investimento inicial aplicado seja
recuperado. O tempo de retorno do capital pode ser calculado, considerando-se a renda
anual não descontada, ou seja
a
i
R
C
=TRC
(3.9)
em que
C
i
= capital inicial, R$; e
R
a
= renda anual não descontada, R$.
O critério do método do tempo de retorno de capital estabelece que:
(i) TRC > vida útil do projeto, o projeto não deve ser aceito; (ii) TRC = vida útil do
projeto, é indiferente aceitar ou não, e (iii) TRC < vida útil do projeto, o projeto deve
ser aceito.
170
3.3. OBJETIVO
Neste trabalho, avaliou-se a racionalização do uso de energia elétrica em
unidades armazenadoras, com vistas aos seguintes objetivos:
Propor uma metodologia para racionalização do uso de energia elétrica em unidades
armazenadoras de produtos agrícolas; e
Apresentar, como estudo de caso, uma análise de duas unidades armazenadoras da
Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), São Paulo.
171
3.4. MATERIAL E MÉTODOS
3.4.1. Metodologia para racionalização do uso de energia elétrica em unidades
armazenadoras de produtos agrícolas
O experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa
dos Agricultores da Região de Orlândia, Estado de São Paulo, bem como nos
laboratórios de Energia pertencentes ao Departamento de Engenharia Agrícola, na
Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG. A unidade armazenadora de Ituverava
tem capacidade estática de armazenagem de 35.000 toneladas de grãos, armazenando
soja e milho, na safra agrícola e milho e sorgo na safrinha agrícola. Já a unidade de
Guaíra possui capacidade estática de armazenagem de 70.000 toneladas de grãos,
armazenando soja e milho, na safra agrícola e milho e sorgo na safrinha agrícola. Estas
unidades armazenadoras possuem uma capacidade estática de secagem de 120 t h
-1
e
140 t h
-1
, respectivamente.
Uso de equipamentos eficientes - adequação de força motriz
Avaliação de carga e rendimento dos motores elétricos
Na adequação de força motriz, avaliaram-se o índice de carregamento e o
rendimento dos motores, utilizando a metodologia proposta por Teixeira (2002). Para
tanto, foram medidas as respectivas correntes elétricas, considerando-se o regime de
trabalho diário com carga.
172
Para motores que não se dispunha de curvas características, devido a não
disponibilidade de dados, foi considerado curvas características de motores elétricos
atuais, disponibilizados por fabricantes nacionais.
Análise da categoria e isolamento dos motores elétricos
Dados dos equipamentos em estudo foram catalogados, quanto à categoria e
classe de isolamento dos motores elétricos e confrontados com as especificações
indicadas na literatura técnica disponível considerando-se o regime de operação do
motor e o tipo de carga movimentada.
Adequação tarifária
Análise da demanda de contrato de energia elétrica
A escolha da demanda de contrato foi baseada no estudo das últimas 24 faturas
de energia elétrica das unidades armazenadoras. Este estudo constou de análise dos
dados de consumo e demanda no horário de ponta e fora de ponta da unidade
armazenadora e do custo dessa energia elétrica e de análise das opções tarifárias
existentes.
Adequação da iluminação
Na adequação da iluminação, foram catalogadas todas as lâmpadas existentes na
unidade armazenadora de Guaíra e Ituverava, passíveis de racionalização de energia.
Para tanto, foram anotadas as respectivas potências nominais e horas de funcionamento
diárias e o aspecto de conservação das lâmpadas e luminárias.
Os estudos de adequação da iluminação considerou que a substituição de
sistemas de iluminação no mínimo mantivesse os padrões de iluminamento (lm m
-2
) dos
ambientes considerados. Neste estudo não foi avaliado os atuais níveis de iluminamento
dos diferentes ambientes.
Qualidade de energia
Foi medido o valor da tensão e corrente elétrica nas três fases, em diversos
pontos das unidades armazenadoras, com um multímetro alicate digital aferido. De
posse desses valores, calculou-se a variação do nível e o desequilíbrio dos valores de
tensão e corrente, bem como a influência da qualidade de energia no rendimento dos
equipamentos elétricos.
173
3.4.2. Estudos de caso - Aplicação da metodologia em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia
(CAROL)
Foi aplicada a metodologia proposta nos equipamentos de duas unidades
armazenadoras da CAROL, Guaíra e Ituverava.
174
3.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com os dados coletados nas duas unidades armazenadoras da CAROL
(Ituverava e Guaíra), realizou-se um estudo de caso incluindo: (i) uso de equipamentos
eficientes e adequação de força motriz; (ii) análise da categoria e isolamento dos
motores elétricos; (iii) adequação tarifária; (iv) adequação da iluminação; e
(v) qualidade de energia.
3.5.1. Racionalização do uso de energia elétrica em unidades armazenadoras de
produtos agrícolas
Em geral, a utilização de energia elétrica em unidades armazenadoras é eficiente.
Entretanto, o potencial de racionalização do uso de energia elétrica é imenso.
Os responsáveis pela utilização dos equipamentos não possuem uma formação
técnica básica, o que proporcionaria a melhor utilização deste recurso nas unidades
armazenadoras.
O uso de energia elétrica pode ser racionalizado, principalmente em motores
elétricos, compressores, sistema de iluminação e sistema tarifário acompanhados da
utilização de equipamentos eficientes.
Há de se ponderar a inexistência da obrigatoriedade da certificação de
equipamentos eletrorrurais, bem como do uso de fatores de dimensionamento e, ou de
segurança, que geralmente levam ao superdimensionamento.
175
3.5.2. Estudos de caso – Aplicação da metodologia em duas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia
(CAROL)
Uso de equipamentos eficientes - adequação de força motriz
Apresenta-se, a seguir, a caracterização de rendimento e carregamento dos
motores elétricos, que estavam em operação na época da coleta de dados nas unidades
armazenadoras de Ituverava e Guaíra (Quadros 3.4 e 3.5) respectivamente, no período
de safra do ano de 2002/2003.
Unidade armazenadora de Ituverava
Quadro 3.4. Relação e características de motores instalados nos diferentes
equipamentos, que compõem a unidade armazenadora de Ituverava
(Continua)
Equipamento
Corrente
nominal
Corrente de
trabalho
Motor
utilizado
Carregamento
do motor
Rendimento do
motor
A A cv % %
EL 02 29 15,9 20 30 80,62
EL 03 29 14,7 20 23 76,00
EX. MPL 01 15 8,1 10 23 72,70
EX. MPL 02 15 8,1 10 23 72,70
EX. MPL 03 15 8,45 10 29 77,00
EX. MPL 04 15 8,45 10 29 77,00
FT 01 15 10,4 10 55 85,89
FT 03 3,23 3,7 2 Carga excessiva -
EL 04 30,6 17,5 20 43 85,83
EL 05 30,6 - 20 - -
Vent S1 142 72,1 100 30 83,92
Desc. S1 - 3,9 - - -
Vent S2 145 48,7 100 Sem carga -
Desc. S2 - 4,4 - - -
EL 10 14,9 - 15 - -
EX. ML 01 15,2 17,8 10 123 87,87
EX. ML 02 15,2 17,3 10 119 88,53
EX. ML 03 15,2 18,6 10 126 87,87
EX. ML 04 15,2 17,3 10 119 88,53
EL 12 36,9 22,2 30 38 85,56
FTs 04 12 8,8 7,5 69 87,87
FTi 05 15,2 11,4 10 66 87,21
EL 13 61,5 36,7 50 67 91,17
EL 06 26,4 15,6 20 30 80,62
176
Quadro 3.4. Relação e características de motores instalados nos diferentes
equipamentos, que compõem a unidade armazenadora de Ituverava
(Continuação)
FT 06 3,8 - 2 - -
FT 07 8,3 - 5 - -
EL 08 26,4 - 20 - -
EL 09 26,4 13,5 20 13,5 64,12
EL 07 32,8 14,5 25 Sem carga -
EX ML 01 15 17,3 10 Carga excessiva -
EX ML 02 15 17,6 10 Carga excessiva -
Aeração 01 57 - 40 - -
Aeração 02 57 - 40 - -
Aeração 03 57 - 40 - -
Aeração 04 57 - 40 - -
No Quadro 3.4, dentre os 19 motores analisados na unidade de Ituverava, 15
estavam com índice de carregamento abaixo daqueles indicados na literatura técnica
especializada, o que corresponde a cerca de 79 % do total desses motores.
Consideram-se dimensionados, corretamente, os motores que apresentam índices
de carregamento entre 75 e 100 %, resultando um funcionamento otimizado e fator de
potência adequado. Abaixo e acima destes valores, o motor poderá estar super ou
subdimensionado, respectivamente.
Unidade Armazenadora de Guaíra
Quadro 3.5. Relação e características dos motores instalados nos diferentes
equipamentos, que compõem a unidade armazenadora de Guaíra
(Continua)
Equipamento
Corrente
nominal
Corrente de
trabalho
Motor
utilizado
Carregamento do
motor
Rendimento
do motor
A A cv % %
Vent. SSA 1 14,0 - 10 - -
Vent. SSA 2 14,0 - 10 - -
Vent. SSA 3 14,0 - 10 - -
Vent. SSA 4 14,0 9,9 10 67,0 87,21
Vent. SSA 5 14,0 10,3 10 71,0 87,54
Vent. SSA 6 14,0 10,3 10 71,0 87,54
ROS. DES SSA 3 4,8 - 3 - -
ROS. DES SSA 4 4,8 - 3 - -
ROS. DES SSA 5 4,8 - 3 - -
ROS. DES SSA 6 4,8 5,8 3 Carga excessiva -
ROS. DES SSA 7 4,8 - 3 - -
ROS. DES SSA 8 4,8 - 3 - -
177
Quadro 3.5. Relação e características dos motores instalados nos diferentes
equipamentos que compõem a unidade armazenadora (Continuação)
MPL 1 4,8 - 3 - -
EX. MPL 1 7,5 - 5 - -
MPL 2 4,8 - 3 - -
EX. MPL 2 7,5 8,8 5 125 84,58
MPL 3 4,8 - 3 - -
EX. MPL 3 7,5 - 5 - -
MPL 4 4,8 - 3 - -
EX. MPL 4 7,5 7,3 5 105 84,58
EL 1 20,0 11,3 20 10 55,87
EL 2 20,0 8,5 20 5 50,00
EL 3 19,0 13,3 15 62 87,87
EL 4 19,0 12,3 15 52,0 86,22
EL 5 10,0 7,1 7,5 61,0 87,21
EL 6 10,0 9,0 7,5 88,0 88,20
EL 7 13,1 9,8 10,0 65,0 87,21
EL 8 13,1 11,3 10,0 84,0 87,87
EL 9 13,1 - 10,0 - -
EL 10 13,1 7,6 10,0 34,0 79,30
EL 11 19,0 13,9 15,0 67,0 87,87
EL 12 36,9 14,8 30,0 17,0 74,35
EL 13 51,0 25,2 40,0 34,00 84,58
EL 14 32,8 23,2 25,0 61,0 89,19
EL 15 36,9 25,3 30,0 63,0 89,85
EL 16 32,8 14,9 25,0 Falta de carga -
EL 17 51,0 42,4 40,0 84,0 90,51
EL 18 51,0 26,2 40,0 38,0 85,89
EL 19 61,5 53,5 50,0 86,0 91,83
EX Secador 1 65,0 66,4 60,0 95,0 91,50
EX Secador 2 61,5 41,0 50,0 62,0 91,50
EX Secador 3 123,0 66,4 100,0 36,0 86,55
Ro. Des. Sec1 9,95 4,5 7,5 Falta de carga -
Ro. Des. Sec2 7,5 6,1 5,0 85,0 84,25
Ro. Des. Sec3 4,8 - - - -
Ro. Des. Sil. Pul. 8,5 - - - -
RD 01 14,0 8,4 10,0 46,0 83,26
MPL 9 4,28 - 3,0 - -
Ex. MPL 9 7,5 10,2 5,0 Carga excessiva -
MPL 10 4,8 - 3,0
Ex. MPL 10 7,5 10,0 5,0 Carga excessiva -
ML 5 4,8 - 3,0 - -
Ex. MPL 5 7,5 - 5,0 - -
ML 6 4,8 - 3,0 - -
Ex. ML 6 7,5 - 5,0 - -
ML 7 4,8 - 3,0 - -
Ex. ML 7 7,5 - 5,0 - -
178
Quadro 3.5. Relação e características dos motores instalados nos diferentes
equipamentos que compõem a unidade armazenadora (Continuação)
ML 8 4,8 - 3,0 - -
Ex. MPL 8 7,5 - 5,0 - -
ML 11 4,8 - 3,0 - -
Ex. ML 11 7,5 10,1 5,0 Carga excessiva -
ML 12 4,8 3,0 - -
Ex. ML 12
20
- 5,0 - -
FT1* 19,0 6,0 15,0 32,0 81,61
FT2 19,0 10,2 15,0 39,0 83,92
FT 4 9,95 5,9 7,5 40,0 84,25
FT 5 9,95 6,5 7,5 50,00 86,55
FT 3 7,5 6,4 5,0 92,0 84,25
FT6 Sup. Sil 1 20,0 - 15,0 - -
FT7 Sup. Sil 1 26,4 14,9 20,0 41,0 84,90
FT8 Inf. Sil 1 20,0 - 15,0 - -
FT9 Sup. Sil 2 32,8 10,8 25,0 Falta de carga -
FT10 Inf. Sil 2 33,0 11,5 25,0 - -
Aeraç. Silo Pum. 14,0 - 40,0 - -
Aeração 1- V 10 51,0 35,9 40,0 69,0 90,51
Aeração 2- V 11 51,0 32,3 40,0 58 89,19
Aeração 3- V 12 51,0 50,1 40,0 101 90,51
Aeração 4- V 13 51,0 46,8 40,0 95 90,51
Aeração 5- V 14 51,0 - 40,0 - -
Aeração 6- V 15 51,0 - 40,0 - -
Aeração 7- V 16 51,0 44,8 40,0 90,0 90,51
Aeração 8- V 17 51,0 - 40,0 - -
Ex. teto 1 silo 2 3,23 - 2,0 - -
Ex. teto 2 silo 2 3,23 2,4 2,0 50,0 74,02
Ex. teto 3 silo 2 3,23 2,4 2,0 50,0 74,02
Ex. teto 4 silo 2 3,23 2,5 2,0 60,0 76,33
Ex. teto 5 silo 2 3,23 2,4 2,0 50,0 74,02
Ex. teto 6 silo 2 3,23 2,3 2,0 - -
Ex. teto 7 silo 2 3,23 2,4 2,0 50,0 74,02
Ex. teto 8 silo 2 3,23 2,4 2,0 50,0 74,02
Ex. teto 9 silo 2 3,23 2,3 2,0 40,0 70,72
Ex. teto 10 silo 2 3,23 - 2,0 - -
Ventilação túnel-moega 13,1 11,4 10,0 85,0 87,87
* Equipamento utilizado para exemplificação de análise técnico-econômica.
No Quadro 3.5, dentre os 46 motores analisados da unidade de Guaíra, 71,41%
ou 33 motores estavam com o índice de carregamento abaixo dos índices indicados na
literatura técnica disponível.
Diante do exposto, a unidade armazenadora de Ituverava está em situação ainda
mais crítica que a unidade de Guaíra, pois, quase 80% de seus motores apresentavam o
índice de carregamento abaixo do indicado na literatura técnica disponível.
179
Segue-se um exemplo da metodologia aplicada para análise do motor da fita
transportadora 1 (FT1) da unidade armazenadora de Guaíra.
Exemplo de análise técnico-econômica para a fita transportadora 1 (FT 1)
Para exemplificar a adequação de força motriz, avaliou-se o motor da fita
transportadora 1 (FT1) da unidade de Guaíra.
Os parâmetros apresentados no Quadro 3.6 são os dados utilizados para a análise
do motor da FT1, sendo que algumas considerações serão feitas posteriormente.
Quadro 3.6. Parâmetros de entrada para análise econômica de vida útil da adequação de
força motriz e de corrente da FT1
Motor 2 Unidade Motor PD
Motor PD
adq.
Motor ARP
adq 1
Motor ARP
adq. 2
Potência cv 15 6 7,5 10
Tensão V 380 380 380 380
Pólos und 4 4 4 4
Conjugado nominal Nm 60 24,4 30,3 39,9
Conjugado de partida Nm 138 56,12 72,72 91,77
Conjugado máximo Nm 168 65,88 87,87 119,7
Categoria N sim sim sim sim
Índice de carregamento % 32,00 % 98,00 % 78,00 % 59,00 %
Rendimento % 81,61 % 84,00 % 86,00 % 89,00 %
Corrente lida / e que seria lida com a
troca dos motores
(A) 10,2 9,13 9,72 10,32
Preço do motor – catálogo da WEG R$ 497,97 326,78 468,41 592,06
Horas de funcionamento h ano
-1
3.312 3.312 3.312 3.312
Juros % ano
-1
8 8 8 8
Valor de sucata % do novo 20 20 20 20
Custo unitário da energia R$ kWh
-1
0,06343 0,06343 0,06343 0,06343
Custo unitário da demanda R$ kW
-1
7,67 7,67 7,67 7,67
Aumento da energia acima da inflação
% ano
-1
2 2 2 2
Manutenção % 1 1 1 1
Horizonte de planejamento Anos 10 10 10 10
Consumo anual kWh ano
-1
16992,55 17059,63 16602,80 15988,50
Custo com consumo de energia R$ ano
-1
1.077,84 1.082,09 R$ 1.053,12 R$ 1.014,15
Manutenção R$ ano
-1
4,98 3,27 4,68 5,92
Custo com demanda de energia R$ ano
-1
1.210,82 474,08 461,39 444,32
Legenda:
PD =
motor tipo padrão;
PD adq = motor tipo padrão adequado à condição de carga;
ARP adq1 =
motor de alto rendimento adequado a condição de carga e condição de
corrente 1; e
ARP adq2 =
motor de alto rendimento adequado a condição de carga e condição de
corrente 2.
180
Neste caso, o motor mais indicado para substituir o motor padrão de 15 cv, que
está com um índice de carregamento (IC) de 32,00%, é um motor de alto rendimento,
adequado à condição de carga e de corrente, com potência de 10 cv.
Quadro 3.7. Resultados da análise econômica de vida útil para as opções estudadas
Índices econômicos PD – PD adq PD – ARP adq 1 PD – ARP adq 2
TIR Não convergente Não convergente 901%
VPL R$ 5.603,98 R$ 5.761,28 R$ 6.044,07
R. B/C 32,74 194,90 64,24
TRC Imediato Imediato 2 meses
Economia anual com gastos de
energia elétrica
R$ 732,48 (32,00%) R$ 774,15 (33,83%) R$ 830,19 (36,27%)
Legenda:
TIR = taxa interna de retorno;
VPL = valor presente líquido;
RBC = relação benefício / custo; e
TRC = tempo de retorno de capital.
Utilizando-se este motor para a análise de vida útil, seus parâmetros econômicos
seriam: (i) taxa interna de retorno (TIR) de 901%; (ii) valor presente líquido (VPL) de
R$ 6.044,07; (iii) relação benefício-custo (RBC) de 64,24 vezes; (iv) tempo de retorno
de capital (TRC) de 2 meses; e (v) economia anual com gastos de energia de energia
elétrica de R$ 830,19 (36,27%). Esta análise é válida para as condições experimentais,
conforme os resultados observados para a safra 2002/2003, Quadro 3.7. Cabe ressaltar
que, a viabilidade econômica dos motores mais antigos que não se dispunha das curvas
caracterísitcas originais e para os quais foram adotadas as curvas características de
motores dos catálogos eletrônicos dos fabricantes, deverá ser maior, haja vista que em
geral os motores mais antigos possuem rendimentos menores do que os mais atuais
Para a realização da adequação de força motriz, se deve considerar somente o
investimento em motores novos para as possíveis substituições, uma vez que poderá
ocorrer um remanejamento interno dos motores. O comando e a proteção em uso
poderão, também, ser remanejados. Para completar a adequação de força motriz, torna-
se necessária uma simulação do regime de partida dos motores elétricos com a carga de
trabalho e sua influência na temperatura de operação dos motores.
181
Análise da categoria e da classe de isolamento dos motores elétricos
Os dados de categoria e classe de isolamento dos motores elétricos, referentes às
unidades armazenadora de Ituverava e Guaíra, são descritos a seguir.
Quadro 3.8. Relação e características técnicas, categoria e classe de isolamento dos
motores instalados nos diferentes equipamentos que compõem a unidade
armazenadora de Ituverava
Equipamento Categoria
Classe de
isolamento
Motor utilizado
kW (cv)
Categoria
indicada
Classe de
isolamento
indicado
EL 02 N (vent) B 14,72 (20) D (elev) B*
EL 03 N (vent) B 14,72 (20) D (elev) B*
Vent S1 N (vent) B 73,6 (100) N (vent) B*
Vent S2 N (vent) B 73,6 (100) N (vent) B*
FTs 04 N (vent) B 5,52 (7,5) H (fita) B*
FTi 05 N (vent) B 7,36 (10) H (fita) B*
FT 06 N (vent) B 1,47 (2) H (fita) B*
FT 07 N (vent) B 3,68 (5) H (fita) B*
Aeração 01 N (vent) B 29,44 (40) N (vent) B*
Aeração 02 N (vent) B 29,44 (40) N (vent) B*
Aeração 03 N (vent) B 29,44 (40) N (vent) B*
Aeração 04 N (vent) B 29,44 (40) N (vent) B*
B* - Utilização da classe de isolamento B, com restrições.
De acordo com o Quadro 3.8, dentre os 12 (doze) motores analisados na unidade
de Ituverava, 6 (seis) (50%) estavam em funcionamento com a especificação de
conjugado não recomendada para as funções especificadas. Para os elevadores, devido
às características de conjugado desta carga para motores de categoria D e para as fitas
transportadoras, segundo a literatura técnica, o motor categoria H seria indicado. Desta
forma, se um motor de determinada categoria específica for utilizado em outras funções,
poderá causar a queima do motor, devido à falta de torque necessário à carga e o
superdimensionamento de motores elétricos serviria, apenas, para legitimar um erro na
escolha da categoria do motor elétrico.
Quanto à classe de isolamento, todos os motores em estudo pertencem à classe
B. A vida útil do motor elétrico está ligada, diretamente, a danos no isolamento dos
enrolamentos, que se deteriora, tornando-se ressecado e quebradiço. A vida média dos
isolantes dos motores elétricos tem um valor estimado em torno de 20 anos
(ELETROBRÁS, 2004). Por exemplo, um determinado material isolante operando a
130 ºC (temperatura máxima suportada na categoria B), teria um tempo de vida útil
182
esperado igual a 50.000 horas, o que equivaleria, em média, a mais de 12 anos operando
continuamente 12 horas, por dia, nesta temperatura. Se a temperatura de operação for
10 ºC maior, sendo então 140 ºC, seu tempo de vida útil reduz-se a, aproximadamente,
25.000 horas, ou seja, reduzindo-se à metade da vida útil para a situação anterior.
Unidade armazenadora de Guaíra
Os dados coletados para categoria e classe de isolamento dos motores elétricos,
referentes às unidades armazenadoras de Guaíra, são apresentados no Quadro 3.9.
De acordo com o Quadro 3.9, dentre os 18 motores analisados na unidade de
Ituverava, 3 (17%) estavam em funcionamento com a especificação de conjugado não
recomendada para funções especificadas (ELETROBRÁS, 2004). Nesta unidade,
infelizmente, nenhum elevador de caçambas foi analisado. Para os elevadores, devido às
características de conjugado desta carga, sugerem-se motores de categoria D, sendo que,
para as fitas transportadoras, segundo a literatura técnica, seria indicado o motor
categoria H. Quanto à classe de isolamento, todos os motores pertencem à classe B
também, sendo que a mesma discussão apresentada para a unidade armazenadora de
Ituverava aplica-se à unidade armazenadora de Guaíra.
Quadro 3.9. Relação e características técnicas, categoria e classe de isolamento dos
motores instalados nos diferentes equipamentos que compõem a unidade
armazenadora de Guaíra
Equipamento Categoria
Classe de
isolamento
Motor
utilizado
Categoria
indicada
Classe de
isolamento
indicado
Vent. SSA 1 N (vent) B 10 N (vent) B*
Vent. SSA 2 N (vent) B 10 N (vent) B*
Vent. SSA 3 N (vent) B 10 N (vent) B*
Vent. SSA 4 N (vent) B 10 N (vent) B*
Vent. SSA 5 N (vent) B 10 N (vent) B*
Vent. SSA 6 N (vent) B 10 N (vent) B*
Ro. Des. Sec2 N (vent) B 5,0 H (rosca) B*
FT1 N (vent) B 15,0 H (fita) B*
FT2 H (fita) B 15,0 H (fita) B*
FT9 Sup. Sil 2 N (vent) B 25,0 H (fita) B*
Aeração 1- V 10 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 2- V 11 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 3- V 12 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 4- V 13 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 5- V 14 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 6- V 15 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 7- V 16 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
Aeração 8- V 17 N (vent) B 40,0 N (vent) B*
B* - Utilização da classe de isolamento B, com restrições.
183
Adequação Tarifária
De acordo com os dados de demanda e consumo, coletados das faturas de
energia elétrica relativas a dois anos (2001/2002 e 2002/2003) e do contrato de demanda
das unidades armazenadoras, apresenta-se a seguinte análise técnica (Quadro 3.10).
Quadro 3.10. Adequação tarifária para a unidade armazenadora de Ituverava com as
faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e 2002/2003,
respectivamente
Demanda otimizada = 254 kW
Mês do ano Demanda
Tarifa de
demanda
contratada
Tarifa de demanda
de ultrapassagem
Gasto com
demanda
contratada
Gasto com demanda
de ultrapassagem
2001/2002 kW R$ kW
-1
R$ kW
-1
R$ R$
Março 305 5,45 16,35 1.384,30 833,85
Abril 274 5,90 17,69 1.497,60 117,92
Maio 166 6,37 19,11 1.617,98 -
Junho 150 6,37 19,11 1.617,98 -
Julho 279 6,37 19,11 1.617,98 159,25
Agosto 265 6,37 19,11 1.617,98 70,07
Outubro 146 6,37 19,11 1.617,98 -
Novembro 140 6,37 19,11 1.617,98 -
Dezembro 144 6,37 19,11 1.617,98 -
Janeiro 73 6,79 20,38 1.725,74 -
Fevereiro 154 6,87 20,61 1.744,98 -
Março 311 6,87 20,61 1.744,98 1.174,77
Demanda contratada = 340 kW
Ganho anual com a adequação tarifária R$ 4.220,60 ano
-1
Redução da demanda de contrato 25,29%
Demanda otimizada = 200 kW
Mês do ano
Demanda
Tarifa de
demanda
contratada
Tarifa de demanda
de ultrapassagem
Gasto com
demanda
contratada
Gasto com demanda
de ultrapassagem
2003/2002
kW R$ kW
-1
R$ kW
-1
R$ R$
Março
311 6,87 20,61 1374,00 2287,71
Abril
278 7,30 21,90 1459,71 1707,86
Maio
153 7,67 23,01 1534,00 -
Junho
148 7,67 23,01 1534,00 -
Julho
220 7,67 23,01 1534,00 153,4
Agosto
255 7,67 23,01 1534,00 1265,55
Setembro
185 7,67 23,01 1534,00 -
Outubro
99 7,67 23,01 1534,00 -
Novembro
49 7,67 23,01 1534,00 -
Dezembro
36 7,67 23,01 1534,00 -
Janeiro
42 7,67 23,01 1534,00 -
Fevereiro
210 7,67 23,01 1534,00 76,7
Demanda contratada = 340 kW
Ganho anual com a adequação tarifária R$ 7.230,40 ano
-1
Redução da demanda de contrato 41,18%
184
Segundo o Quadro 3.10, na simulação feita com os dados de energia elétrica da
unidade armazenadora de Ituverava, correspondente ao período de março/2001 a
março/2002, a demanda de contrato sugerida foi de 254 kW. Com os dados do ano
posterior (março/2002 a fevereiro/2003), observou-se que a demanda de 254 kW
aproximou-se dos valores da demanda ótima (200 kW), em comparação com a demanda
de contrato escolhida (340 kW). Caso a demanda de 254 kW fosse adotada como
demanda de contrato da safra 2002/2003, a economia anual seria de R$ 7.230,00
(41,18%). A otimização na escolha da demanda de contrato teria maior importância,
sendo que ela representaria uma redução de, aproximadamente, 25,29% em relação à
demanda contratada, representando uma redução média de R$ 4.220,6 ano
-1
na conta de
energia elétrica.
O Quadro 3.11 mostra a análise tarifária da unidade armazenadora de Guaíra
considerando as faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e 2002/2003
Quadro 3.11. Adequação tarifária para a unidade armazenadora de Guaíra com as
faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e 2002/2003,
respectivamente (Continua)
Demanda otimizada = 280 kW
Mês do
ano
Demanda
Tarifa de
demanda
contratada
Tarifa de
demanda de
ultrapassagem
Gasto com
demanda
contratada
Gasto com
demanda de
ultrapassagem
Demanda
contratada
Gasto anual
de energia
elétrica
2001/2002 kW R$/kW R$/kW R$ kW R$ ano
-1
Maio 368 6,87 20,61 2.404,50 123,66
Junho 307 6,37 19,11 2.229,50 -
Julho 269 6,37 19,11 2.229,50 - 270 35.878,00
Agosto 285 6,37 19,11 2.229,50 - 276 35.826,00
Setembro 244 6,37 19,11 2.229,50 -
278
35.808,00
Outubro 238 6,37 19,11 2.229,50 - 279 35.799,00
Novembro 184 6,37 19,11 2.229,50 - 280 35.447,00
Dezembro 181 6,37 19,11 2.229,50 - 282 35.455,00
Janeiro 179 6,63 19,88 2.319,82 - 283 35.456,00
Fevereiro 231 6,87 20,61 2.404,50 - 284 35.462,00
Março 535 6,87 20,61 2.404,50 3.812,85 290 35.518,00
Abril 573 6,96 20,87 2.434,50 4.653,37 350 36.164,20
Demanda contratada = 350 kW
Ganho anual com a adequação tarifária
R$ 717,20 ano
-1
Redução da demanda de contrato 20,00 %
185
Quadro 3.11. Adequação tarifária para a unidade armazenadora de Guaíra com as
faturas de energia elétrica do biênio 2001/2002 e 2002/2003,
respectivamente (Continuação)
Demanda otimizada = 282 kW
Mês do
ano
Demanda
Tarifa de
demanda
contratada
Tarifa de
demanda de
ultrapassagem
Gasto com
demanda
contratada
Gasto com
demanda de
ultrapassagem
Demanda
contratada
Gasto anual
de energia
elétrica
2002/2003 kW R$/kW R$/kW R$ kW R$ ano
-1
Março 535 6,87 20,61 2.404,50 3.812,85 279 39.728,00
Abril 573 6,96 20,87 2.434,50 4.653,37 280 39.294,00
Maio 353 7,67 23,01 2.684,50 23,01 281 39.289,00
Junho 264 7,67 23,01 2.684,50 - 282 38.855,00
Julho 310 7,67 23,01 2.684,50 - 283 38.866,00
Agosto 307 7,67 23,01 2.684,50 - 284 38.877,00
Setembro 226 7,67 23,01 2.684,50 - 285 38.887,00
Outubro 194 7,67 23,01 2.684,50 - 289 38.930,00
Novembro 150 7,67 23,01 2.684,50 - 290 38.941,00
Dezembro 81 7,67 23,01 2.684,50 - 291 38.951,00
Janeiro 146 7,67 23,01 2.684,50 - 293 38.973,00
Fevereiro 210 7,67 23,01 2.684,50 - 295 38.994,00
300 39.047,00
Demanda contratada = 350 kW 350 40.173,200
Ganho anual com a adequação tarifária R$ 1.318,20 ano
-1
Redução da demanda de contrato 19,43 %
No Quadro 3.11, com base nos dados das contas de energia elétrica
correspondente ao período entre março de 2001 e março de 2002, a demanda de
contrato sugerida seria de 280 kW. Nos dados das contas relativas ao ano posterior
(março/2002 a fevereiro/2003), observou-se que a demanda de 280 kW estaria mais
próxima da demanda ótima (282 kW) do que a demanda de contratada (350 kW). Caso a
demanda de 280 kW fosse adotada como demanda de contrato da safra 2002/2003, a
economia anual seria de R$ 717,20. A demanda de contrato a ser implementada, com
base nas informações contidas nas últimas 24 contas de energia elétrica, para a unidade
de Guaíra, seria de 280 a 282 kW. Esta opção de contrato proporcionaria uma redução
aproximada de 19% na demanda contratada, representando uma redução média de
R$ 1.000,00 ano
-1
na conta de energia elétrica.
A aproximação dos valores para a demanda de potência contratada para as
unidades de Ituverava e de Guaíra, ou seja, de 340 kW e 350 kW, foi outro aspecto
observado. Conforme os últimos resultados experimentais, observados em Guaíra e
Ituverava, a carga instalada da unidade de Guaíra é superior à de Ituverava. Portanto, é
de se esperar que as duas unidades e as demais tenham contratos específicos para a
demanda de potência.
186
Uma opção criteriosa, quanto ao contrato da demanda de potência, proporciona
economia na conta de energia elétrica e racionaliza seu uso.
A análise tarifária deve ser feita, anualmente. O ganho percentual devido ao
correto enquadramento tarifário será maior no primeiro ano de implantação deste
procedimento. O ganho nas contas de energia elétrica devido à adequação do uso de
força motriz, adequação da iluminação e outras medidas será melhor percebido após o
enquadramento tarifário.
Adequação da iluminação
Para adequação da iluminação, foi proposta a utilização de equipamentos
eficientes. As informações referentes a iluminação, coletadas nas unidades
armazenadora, são sumarizadas no Quadro 3.12 e 3.13.
Quadro 3.12. Cargas de iluminação da unidade armazenadora de Ituverava
Local Nº de lâmpadas e potência (W)
Horas de
funcionamento
diário - média
Incandescente Fluorescente Mista
Portaria (1) 1 x 160 8
Galpão de implementos 1 x 160 6
Balança rodoviária 8 x 40 8
Galpão de farelos 2 x 160 4
Oficina mecânica 2 x 160 4
Moegas de recepção 12 x 160 4
Sala de determinação de teor de água 2 x 40 8
Pátio das máquinas de pré-limpeza 4 x 160 8
Sala de comando e proteção de motores I 2 x 40 1
Sala de comando e proteção de motores II 2 x 40 1
Pátio dos secadores 1 x 40 3 x 160 4
Pátio das máquinas de limpeza 4 x 160 4
Banheiro 2 x 60 2
Sala de termometria 1 x 40 1
Teto do graneleiro 10 x 160 8
Moega velha 2 x 160 4
Máquinas de limpeza / moega velha 2 x 160 4
Túnel do graneleiro 8 x 160 2
Túnel da fita 01 10 x 160 6
Fosso dos elevadores 10 x 160 2
Escritório 20 x 40 8
Iluminação externa (15 postes) 15 x 160 12
187
Quadro 3.13. Cargas de iluminação da unidade armazenadora de Guaíra
Local Nº de lâmpadas e Potência (W)
Horas de
funcionamento
diário - média
Incandescente Fluorescente Mista
Portaria (1) 2x40 14
Balança rodoviária 2x40 6
Escritório 12 x 40 8
Loja 16 x 40 8
Galpão de insumos 6 x 160 4
Galpão de equipamentos 6 x 160 4
Cozinha 60 4
Banheiro 8 x 40 3
Oficina mecânica 2 x 160 4
Almoxarifado 2 x 160 1
Moegas de recepção 32 x 160 4
Sala de determinação de teor de água 2 x 20 8
Escritório do encarregado 2 x 20 8
Pátio das máquinas de pré-limpeza I e II 4 x 160 8
Sala de comando e proteção de motores I 2 x 20 1
Sala de comando e proteção de motores II 2 x 20 1
Sala de comando e proteção de motores III 2 x 20 1
Pátio das máquinas de Pré-limpeza III 8 x 160 8
Pátio do secador III 4 x 160 4
Sala de comando IV 2 x 20 1
Teto do graneleiro I 8 x 160 8
Teto do graneleiro II 8 x 160 8
Túnel do graneleiro I 8 x 160 2
Túnel do graneleiro II 8 x 160 2
Túnel das fita 01 e 02 10 x 160 6
Túnel da fita transversal 8 x 160 8
Fosso dos elevadores 18 x 160 2
Sala de termometria 2 x 20 0,5
Iluminação externa (15 postes) 16 x 160 12
De posse dos Quadros 3.12 e 3.13 e a possibilidade de utilização de
equipamentos mais eficientes pode-se obter o Quadro 3.14.
Neste estudo, considerou-se para substituições: (i) no lugar de lâmpadas
incandescentes de 60 W, a utilização de lâmpadas fluorescentes compactas de 11 W,
ambas praticamente com a mesma eficiência energética; (ii) em substituição a lâmpadas
fluorescentes de 40 W com reator eletromagnético, a utilização de lâmpadas
fluorescentes de 32 W com reator eletrônico; e (iii) em substituição à utilização de
lâmpadas mistas de 160 W de potência, propôs-se a utilização de lâmpadas de vapor de
sódio de 70 W.
188
Quadro 3.14. Custo com iluminação das unidades armazenadoras de Ituverava e Guaíra
com os equipamentos atuais e com equipamentos eficientes
Unidade de
Ituverava
Unidade de
Guaíra
Total
R$ R$ R$
Gasto com energia elétrica, considerando-se
a iluminação com equipamentos atuais
691,38 1069,17 1760,55
Gasto com energia elétrica, considerando-se
o sistema de iluminação composto por
equipamentos eficientes
328,36 500,17 828,53
Economia (R$ mês
-1
) 363,02 569,00 932,02
Economia (R$ ano
-1
) 4.356,24 6.828,00 11.184,24
Economia (%) 47,49 46,78 52,94
De acordo com o Quadro 3.14 a possibilidade de economia com a adoção de
novas tecnologias em iluminação é cerca de 50% no valor pago da conta de energia
elétrica, fazendo-se a análise imediata de troca.
Na análise de vida útil para adequação da iluminação das unidades
armazenadoras, devem-se considerar os dados de entrada para as unidades
armazenadoras de Ituverava e Guaíra (Quadro 3.15 e 3.16).
Quadro 3.15. Dados de entrada para análise da unidade armazenadora de Ituverava com
a utilização dos equipamentos atuais e com a utilização de equipamentos
eficientes
Unidade armazenadora de Ituverava
Descrição Unidade Valor
Valor de sucata sem racionalização do uso de energia elétrica R$ conjunto
-1
0,00
Valor de sucata com racionalização de seu uso R$ conjunto
-1
20,00
Preço do conjunto (2 lâmpadas com reator) (Kit 32 W) R$ 140,00
Preço da lâmpada vapor de sódio de 70 W + reator R$ 75,00
Preço da lâmpada fluorescente compacta (11 W) R$ 10,00
Quantidade de conjuntos (luminárias com 2 lâmpadas) und 18
Quantidade de lâmpadas de vapor de sódio und 76
Quantidade de lâmpadas fluorescente compacta (11 W) und 2
Consumo mensal
kWh mês
-1
92,18
Tarifa de consumo R$ kWh
-1
0,25
Gasto com energia elétrica (equipamentos atuais) R$ mês
-1
691,38
Gasto com energia elétrica (equipamentos eficientes) R$ mês
-1
328,35
189
Quadro 3.16. Dados de entrada para a unidade armazenadora de Guaíra com os
equipamentos em funcionamento e com a utilização de equipamentos
eficientes
Unidade armazenadora de Ituverava
Descrição Unidade Valor
Valor de sucata sem racionalização do uso de energia elétrica R$ conjunto
-1
0,00
Valor de sucata com racionalização de seu uso R$ conjunto
-1
20,00
Preço do conjunto (2 lâmpadas com reator) (Kit 32 W) R$ 140,00
Preço da lâmpada vapor de sódio de 70 W + reator R$ 75,00
Preço da lâmpada fluorescente compacta (11 W) R$ 10,00
Quantidade de conjuntos (luminárias com 2 lâmpadas) und 25
Quantidade de lâmpadas de vapor de sódio und 148
Quantidade de lâmpadas fluorescente compacta (11 W) und 2
Consumo mensal
kWh mês
-1
92,18
Tarifa de consumo R$ kWh
-1
0,25
Gasto com energia elétrica (sem racionalização de seu uso) R$ mês
-1
1069,17
Gasto com energia elétrica (com racionalização de seu uso) R$ mês
-1
500,18
De posse dos dados de entrada, foi feita a análise de vida útil para as unidades
armazenadoras de Ituverava e Guaíra, para um período de 10 anos (Quadro 3.17 e 3.18).
Quadro 3.17. Análise de vida útil para a unidade armazenadora de Ituverava
Parâmetros de avaliação econômica Valor
Valor presente líquido (VPL) R$ 5.947,20
Taxa interna de retorno (TIR) 32%
Tempo de retorno de capital (TRC) 3 anos
Quadro 3.18. Análise de vida útil para a unidade armazenadora de Guaíra
Parâmetros de avaliação econômica Valor
Valor presente líquido (VPL) R$ 8.129,52
Taxa interna de retorno (TIR) 28%
Tempo de retorno de capital (TRC) 3,5 anos
Nos quadros 3.17 e 3.18, observa-se que, para a vida útil dos equipamentos na
unidade armazenadora de Ituverava, VPL foi de R$ 5.947,20, a TIR foi de 32%, ou seja,
muito superior à taxa praticada no mercado (12%) e o TRC foi de 3 anos. Entretanto,
para a unidade armazenadora de Guaíra, os índices foram ainda mais atrativos, sendo o
VPL de R$ 8.129,52, a TIR de 28% e o TRC de 3,5 anos. Em ambas as análises foi
considerado o custo dos equipamentos novos.
190
Qualidade de energia (desequilíbrio e alteração da amplitude de tensão)
Com os dados coletados nas unidades armazenadoras de Ituverava e Guaíra,
pode-se verificar a qualidade da energia fornecida. Foram estudados o desequilíbrio e a
alteração da amplitude de tensão da rede da concessionária de energia elétrica.
- Desequilíbrio e alteração da amplitude da tensão da concessionária de
energia elétrica
O Quadro 3.19 apresenta os valores de tensão, medidos nas cabines de comando
e proteção 1 e 2, no período da manhã do dia 25 de março de 2003, na unidade
armazenadora de Ituverava. A tensão nominal é de 380 V.
Quadro 3.19. Tensão medida nas cabines de comando e proteção 1 e 2 da unidade
armazenadora de Ituverava
Cabine 1 Cabine 2
Fases Tensão (V)
Fase 1 – Fase 2 = 392,0 389,1
Fase 1 – Fase 3 = 393,2 390,2
Fase 2 – Fase 3 = 389,8 393,2
O Quadro 3.20 apresenta os valores de tensão, medidos nas cabines de medição
do circuitos 1, 2, 3 e 4 da unidade armazenadora de Guaíra. A tensão nominal é de
440 V.
Quadro 3.20. Tensão medida na cabine de medição do circuito 1 da unidade
armazenadora de Guaíra
Cabine 1 Cabine 2 Cabine 3 Cabine 4
Fases Tensão (V)
Fase 1 – Fase 2 = 450 448 449 450
Fase 1 – Fase 3 = 451 452 450 448
Fase 2 – Fase 3 = 454 450 451 450
Com base nos dados de tensão medidos nas unidades armazenadoras, pode-se
calcular o desequilíbrio de tensão encontrado na rede.
191
Os quadros 3.21 e 3.22 apresentam os fatores de redução de potência, que devem
ser adotados conforme o valor percentual do desequilíbrio das tensões da rede, em
ambas as unidades armazenadoras.
Quadro 3.21. Fatores de redução de potência que devem ser adotados, conforme o valor
percentual do desequilíbrio das tensões da rede para motores trifásicos, na
a unidade armazenadora de Ituverava
Unidade armazenadora de Ituverava
Valor
Tensão
média
Desequilíbrio
de tensão
Fatores de redução de potência em função do
desequilíbrio de tensão no MIT* categoria N
Fases
(V) (V) (%) (%)
Painel de comando e proteção 1
1 - 2 392
1 - 3 393,2 391,7 0,4 0,99
2 - 3 389,8
Painel de comando e proteção 2
1 - 2 389,1
1 - 3 390,2 390,8 0,6 0,99
2 - 3 393,2
MIT* - motor de indução trifásico
Quadro 3.22. Fatores de redução de potência que devem ser adotados conforme o valor
percentual do desequilíbrio das tensões da rede para motores trifásicos
para a unidade armazenadora de Guaíra
Unidade armazenadora de Guaíra
Valor
Tensão
média
Desequilíbrio
de tensão
Fatores de redução de potência em função do
desequilíbrio de tensão no MIT* categoria N
Fases
(V) (V) (%) (%)
Painel de comando e proteção 1
1 - 2 450
1 - 3 451 451,67 0,5 0,99
2 - 3 454
Painel de comando e proteção 2
1 - 2 448
1 - 3 452 450,00 0,4 0,99
2 - 3 450
Painel de comando e proteção 3
1 - 2 449
1 - 3 450 450,00 0,2 1,0
2 - 3 451
Painel de comando e proteção 4
1 - 2 450
1 - 3 448 449,33 0,1 1,0
2 - 3 450
MIT* - motor de indução trifásico.
192
De acordo com os Quadros 3.21 e 3.22 não houve influência significativa devido
à redução de potência no eixo dos motores elétricos, decorrente do desequilíbrio das
tensões em ambas as unidades armazenadoras.
O Quadro 3.23 mostra a relação entre o desequilíbrio de tensão e influência do
desequilíbrio nas correntes de motores trifásicos de indução, na unidade armazenadora
de Ituverava.
Quadro 3.23. Desequilíbrio de tensão e influência do desequilíbrio nas correntes de
motores trifásicos de indução na unidade armazenadora de Ituverava
Unidade armazenadora de Ituverava
Desequilíbrio de corrente em função do
desequilíbrio de tensão no MIT*
Condição de funcionamento do MIT*
Valor Tensão
média
Desequilíbrio
de tensão
A vazio Partida Plena carga
Fases
(V) (V) (%) (%) (%) (%)
Painel de comando e proteção 1
1 - 2 392
1 - 3 393,2 391,7 0,4 6 1 3
2 - 3 389,8
Painel de comando e proteção 2
1 - 2 389,1
1 - 3 390,2 390,8 0,6 8 1 5
2 - 3 393,2
MIT* - motor de indução trifásico
De acordo com o Quadro 3.23, o nível de desequilíbrio de tensão encontrado na
rede fornecida pela concessionária de energia elétrica, variou de 0,4 a 0,6%. Este nível
de desequilíbrio de tensão está perfeitamente dentro da lei, segundo a qual o
desequilíbrio máximo não deve ultrapassar 1%.
A influência que este desequilíbrio de tensão pode causar nas correntes trifásicas
de um motor de indução trifásico variou de 6 a 8%, na corrente a vazio dos motores
elétricos, somente de 1% na corrente de partida e de 3 a 5% em plena carga.
Na unidade armazenadora de Guaíra, o desequilíbrio de tensão encontrado na
rede da concessionária de energia elétrica pode ser calculado, por meio de medição nos
quadros de distribuição geral de energia elétrica (Quadro 3.24).
193
Quadro 3.24. Desequilíbrio de tensão e influência do desequilíbrio nas correntes de
motores trifásicos de indução na unidade armazenadora de Guaíra
Unidade armazenadora de Guaíra
Desequilíbrio de corrente em função do
desequilíbrio de tensão no MIT*
Condição de funcionamento do MIT*
Fases Valor
Tensão
média
Desequilíbrio
de tensão
A vazio Partida Plena carga
(V) (V) (%) (%) (%) (%)
Cabine de medição do circuito 1
1 - 2 450
1 - 3 451 451,67 0,5 7 1 3
2 - 3 454
Cabine de medição do circuito 2
1 - 2 448
1 - 3 452 450,00 0,4 6 1 3
2 - 3 450
Cabine de medição do circuito 3
1 - 2 449
1 - 3 450 450,00 0,2 2 0 1
2 - 3 451
Cabine de medição do circuito 4
1 - 2 450
1 - 3 448 449,33 0,1 1 0 1
2 - 3 450
MIT* - motor de indução trifásico.
De acordo com o Quadro 3.24, o nível de desequilíbrio de tensão encontrado na
rede fornecida pela concessionária de energia elétrica variou de 0,1 a 0,5%. Este nível
de desequilíbrio de tensão, da mesma forma que a unidade armazenadora de Ituverava,
está perfeitamente dentro da lei, segundo a qual o desequilíbrio máximo é de 1%.
A influência deste desequilíbrio de tensão nas correntes trifásicas de um motor
de indução trifásico pode variar de 1 a 7% na corrente a vazio dos motores elétricos, no
máximo 1% na corrente de partida e de 1 a 3% em plena carga. Estes valores são pouco
significativos para a corrente dos motores elétricos de indução trifásicos, tanto na
unidade armazenadora de Ituverava quanto na unidade armazenadora de Guaíra.
Alteração da amplitude de tensão da rede da concessionária de energia elétrica
Baseado nos dados de tensão medidos na unidade armazenadora, foi possível
calcular a alteração na amplitude de tensão, encontrada na rede da concessionária de
energia elétrica.
194
Quadro 3.25. Alteração da amplitude da tensão da rede na unidade armazenadora de
Ituverava
Unidade armazenadora de Ituverava
Influência da alteração da amplitude da tensão da rede no
desempenho do MIT*
Valor
Tensão
nominal
Alteração da
amplitude
Rendimento fp** Corrente Velocidade
Fases
(V) (V) (%) (%) (%) (%) (%)
Painel de comando e proteção 1
1 - 2 392 3,2 0,3 2 1
0
1 - 3 393,2 380 3,5 0,3 2 1
0
2 - 3 389,8 2,6 0 1,9 0,6
0
Painel de comando e proteção 2
1 - 2 389,1 2,4 0 1,9 0,6
0
1 - 3 390,2 380 2,7 0 1,9 0,6
0
2 - 3 393,2 3,5 0,3 2 1
0
MIT* - motor elétrico de indução trifásico
fp** - fator de potência
De acordo com o Quadro 3.25, a alteração na amplitude de tensão da rede da
concessionária de energia elétrica variou de 2,4 a 3,5%. Este nível de alteração na
amplitude da tensão está perfeitamente dentro da lei, segundo a qual a alteração máxima
é de ± 10%.
O efeito que esta alteração na amplitude de tensão da rede da concessionária de
energia pode causar nos motores elétricos de indução trifásicos, na situação dos dados
amostrais são: (i) uma diminuição máxima de até 0,3 % no rendimento dos motores
elétricos; (ii) diminuição máxima do fator de potência de até 2%; (iii) variação de 0,6 a
1% no valor das correntes elétricas; e (iv) nenhuma influência na rotação.
De acordo com estes valores de alteração na amplitude de tensão da rede da
concessionária de energia elétrica, não houve influência significativa no desempenho
dos motores elétricos devido à alteração da amplitude da tensão da rede da
concessionária de energia elétrica.
Na unidade armazenadora de Guaíra, foram verificados os efeitos da alteração na
amplitude de tensão na rede da concessionária de energia elétrica. O Quadro 3.26
apresenta a influência da amplitude de tensão da rede nos motores de indução trifásicos.
195
Quadro 3.26. Efeito da alteração da amplitude da tensão da rede nos motores de indução
trifásicos da unidade armazenadora de Guaíra
Unidade armazenadora de Guaíra
Influência da alteração da amplitude da tensão da rede
no desempenho do MIT*
Fases Valor
Tensão
nominal
Alteração da
amplitude
Rendimento fp** Corrente Velocidade
(V) (V) (%) (%) (%) (%) (%)
Cabine de medição do circuito 1
1 - 2 450 2,3 0 1,9 0,6 0
1 - 3 451 440,00 2,5 0 1,9 0,6 0
2 - 3 454 3,2 0,3 2 1 0
Cabine de medição do circuito 2
1 - 2 448 1,8 0 1,7 0,5
0
1 - 3 452 440 2,7 0 1,9 0,6
0
2 - 3 450 2,3 0 1,8 0,6
0
Cabine de medição do circuito 3
1 - 2 449 2,0 0 1,7 0,5
0
1 - 3 450 440 2,3 0 1,8 0,6
0
2 - 3 451 2,5 0 1,9 0,6
0
Cabine de medição do circuito 4
1 - 2 450 2,3 0 1,8 0,6
0
1 - 3 448 440 1,8 0 1,7 0,5
0
2 - 3 450 2,3 0 1,8 0,6
0
MIT* - motor elétrico de indução trifásico
fp** - fator de potência
De acordo com o Quadro 3.26, a alteração na amplitude de tensão da rede da
concessionária de energia elétrica variou de 1,8 a 3,2%. Este nível de alteração na
amplitude de tensão está perfeitamente dentro da lei, que cuja tolerância máxima para
alteração é de ± 10%.
Os efeitos que esta alteração na amplitude de tensão da rede da concessionária
de energia pode causar nos motores elétricos de indução trifásicos, na situação dos
dados amostrais são: (i) uma diminuição máxima de até 0,3 % no rendimento dos
motores elétricos; (ii) diminuição máxima no fator de potência de até 2%; (iii) variação
de 0,5 a 1% no valor das correntes elétricas; e (iv) nenhuma influência na rotação.
De acordo com estes valores na alteração de amplitude da tensão da rede da
concessionária de energia elétrica, não houve uma influência significativa no
desempenho dos motores elétricos, na unidade armazenadora de Guaíra, assim como na
unidade armazenadora de Ituverava. Quando essa alteração é maior que ± 10%, há um
grande dano no desempenho dos motores elétricos.
196
Análise do dimensionamento de condutores para motores elétricos considerando a
relação entre o aumento da seção do condutor e a queda de tensão admissível
De acordo com os dados de entrada, do Quadro 3.27 pode-se fazer a análise de
vida útil, adotando-se o os índices econômicos valor presente líquido (VPL) e taxa
interna de retorno (TIR) para o estudo do dimensionamento de condutores para motores
elétricos considerando a relação entre o aumento da seção do condutor e a queda de
tensão admissível.
Os valores de variação no rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola
do condutor alimentador considerados foram 1, 2, 3, 4 e 5%. Esses valores são
plausíveis pelo fato de além de ser admissível pela norma uma queda de tensão de até
7% (função da forma de instalação), isto é, motor ligado diretamente ao transformador,
as concessionárias de energia elétrica podem fornecer tensão com flutuação dentro de
limites aprovados pela norma. O somatório destes dois efeitos pode alcançar uma
variação de tensão de cerca de 12%. Segundo o Quadro 3.14 uma queda de tensão de
12% pode causar cerca de 3% de variação no rendimento do motor elétrico.
Quadro 3.27. Dados para realização da análise econômica de vida útil para condutores
de alimentação de motores elétricos trifásicos
Ítem Valor Unidade
Vida útil 20* ano
Taxa de juros 12* % ao ano
Potência nominal dos motores elétricos 0,736, 7,36 e 36,8 kW
Rendimento nominal dos motores elétricos,
respectivamente
78, 89 e 91,7 %
Valor da tarifa de energia elétrica 0,60 R$ kWh
-1
Número de horas de funcionamento anual do
motor elétrico
3960* h ano
-1
Variação de preço entre condutores de bitolas
diferentes
30* %
Variação de rendimento entre condutores de
bitolas diferentes
1* %
Variação do comprimento dos condutores de 50* a 13550 m
Variação de preço entre os condutores de energia
elétrica
10, 20, 30*, 40 , 50 e 60 %
Aumento no preço da tarifa de energia elétrica 0*, 5, 10, 15, 20 , 25 e 30 %
Variação no rendimento do motor elétrico pelo
aumento da bitola do condutor alimentador
1*, 2, 3, 4, e 5 %
* - Valores adotados no caso base
De posse dos dados do Quadro 3.27, pode-se fazer simulações envolvendo a
variação do comprimento dos condutores com a variação de preço entre os condutores
197
de energia elétrica (quadros 3.28, 3.29 e 3.30), a variação do comprimento dos
condutores com o aumento no preço da tarifa de energia elétrica (quadros 3.31, 3.32 e
3.33) e a variação do comprimento dos condutores com o aumento do rendimento do
motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor alimentador (quadros 3.34, 3.35 e
3.36) para os motores de 0,736, 7,36 e 36,8 kW (1, 10 e 50 cv), respectivamente.
Os Quadros 3.28, 3.29 e 3.30 apresentam a variação do comprimento dos
condutores com a variação de preço entre os condutores de energia elétrica, a variação
do comprimento dos condutores com o aumento no preço da tarifa de energia elétrica e
a variação do comprimento dos condutores com o aumento do rendimento do motor
elétrico pelo aumento da bitola do condutor alimentador, para motores elétricos, com
potência entre 0,736 e 7,36 kW (1 e 10 cv).
Quadro 3.28. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores e a variação de
preço entre os condutores de energia elétrica
Distância Variação de preço do condutor (R$ m
-1
)
(m) 10% 20% 30%
50 R$ 166,48 / 57,08% R$ 115,48 / 28,35% (R$ 241,52) / 2,38%
150 R$ 64,48 / 18,38% (R$ 88,52) / 7,10% -
250 (R$ 37,52) / 9,59% - -
* - Os valores monetários entre parêntesis são negativos
De acordo com o Quadro 3.28 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) a variação de preço do condutor for menor que 10% e o
comprimento do condutor for menor que 250 m; (ii) a variação de preço do condutor for
menor que 20% e o comprimento do condutor for menor que 150 m; e (iii) a variação de
preço do condutor for menor que 30% e o comprimento do condutor for menor que
50 m.
Quadro 3.29. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do preço da tarifa de energia elétrica
Distância Aumento no preço da tarifa de energia elétrica (R$ kWh
-1
)
(m) 5% 10% 15% 20% 25% 30%
50 R$ 75,36 /
19,41%
R$ 86,23 /
20,42%
R$ 97,11 /
21,43%
R$ 107,98 /
22,43%
R$ 118,85 /
23,44%
R$ 129,73 /
24,43%
150 (R$ 230,64) /
2,90%
(R$ 219,77) /
3,41%
(R$ 208,89) /
3,90%
(R$ 198,02) /
4,39%
(R$ 187,15) /
4,86%
(R$ 176,27) /
5,32%
198
De acordo com o Quadro 3.29 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando o aumento da tarifa de energia elétrica for menor que 30% e o
comprimento do condutor for menor que 150 m.
Quadro 3.30. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor
alimentador
Distância Variação do rendimento pelo aumento da bitola do condutor (%)
(m) 1 2 3 4 5
50
R$ 64,48 /
18,40%
R$ 287,68 /
38,50%
R$ 516,85 /
58,61%
R$ 752,20 /
79,20%
R$ 994,00 /
100,37%
150
(R$ 241,52) /
2,38%
(R$ 18,31) /
11,36%
R$ 210,85 /
18,93%
R$ 446,20 /
26,15%
R$ 688,00 /
33,35%
250 - -
(R$ 95,15) /
9,97%
R$ 140,20 /
14,85%
R$ 382,00 /
19,50%
350 - - -
(R$ 165,80) /
9,46%
R$ 76,00 /
13,12%
450 - - - -
(R$ 230,00) /
9,25%
De acordo com o Quadro 3.30 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) o ganho de rendimento do motor elétrico for igual a 1% ou 2%,
e o comprimento do condutor alimentador for, inferior, a 150 m; (ii) o ganho de
rendimento do motor elétrico for igual a 3%, e o comprimento do condutor alimentador
for, inferior, a 250 m; (iii) o ganho de rendimento do motor elétrico for igual a 4, e o
comprimento do condutor alimentador for, inferior, a 350 m; e (iv) o ganho de
rendimento do motor elétrico for igual a 5%, e o comprimento do condutor alimentador
for, inferior, a 450 m.
Os Quadros 3.31, 3.32 e 3.33 apresentam a variação do comprimento dos
condutores com a variação de preço entre os condutores de energia elétrica, a variação
do comprimento dos condutores com o aumento no preço da tarifa de energia elétrica e
a variação do comprimento dos condutores com o aumento do rendimento do motor
elétrico pelo aumento da bitola do condutor alimentador para motores elétricos, com
potência entre 7,36 e 36,8 kW (10 e 50 cv).
199
Quadro 3.31. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores e a variação de
preço entre os condutores de energia elétrica
Distância Variação de preço do condutor (R$ m
-1
)
(m) 10% 20% 30% 40% 50% 60%
50
R$ 1616,78 /
437,81%
R$ 1565,78 /
218,90%
R$ 1514,78 /
145,93%
R$ 1463,78 /
109,45%
R$ 1412,78 /
87,56%
R$ 1361,78 /
72,97%
150
R$ 1514,78 /
149,94%
R$ 1361,78 /
72,97%
R$ 1208,78 /
48,63%
R$ 1055,78 /
36,41%
R$ 902,78 /
29,00%
R$ 749,78 /
24,00%
250
R$ 1412,78 /
87,56%
R$ 1157,78 /
43,75%
R$ 902,78 /
29,00%
R$ 647,78 /
21,44%
R$ 392,78 /
16,72%
R$ 137,78 /
13,42%
350
R$ 1310,78 /
62,54%
R$ 953,78 /
31,13%
R$ 596,78 /
20,33%
R$ 239,78 /
14,61%
(R$ 117,22) /
10,94
(R$ 474,22) /
8,31%
450
R$ 1208,78 /
48,63%
R$ 749,78 /
24,00%
R$ 290,78 /
15,27%
(R$ 168,22) /
10,51%
- -
550
R$ 1106,78 /
39,75%
R$ 545,78 /
19,32%
(R$ 15,22) /
11,86%
- - -
650
R$ 1004,78 /
33,57%
R$ 341,78 /
15,97%
- - - -
750
R$ 902,078 /
29,01%
R$ 137,78 /
13,42%
- - - -
850
R$ 800,78 /
25,48%
(R$ 66,22) /
11,39%
- - - -
950
R$ 698,78 /
22,65%
- - - - -
1050
R$ 596,78 /
20,33%
- - - - -
1150
R$ 494,78 /
18,38%
- - - - -
1250
R$ 392,78 /
16,72%
- - - - -
1350
R$ 290,78 /
15,27%
- - - - -
1450
R$ 188,78 /
14,00%
- - - - -
1550
R$ 86,78 /
12,87%
- - - - -
1650
(R$ 15,22 /
11,86%)
- - - - -
De acordo com o Quadro 3.31 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) a variação de preço do condutor for menor que 10% e o
comprimento do condutor for menor que 1650 m; (ii) a variação de preço do condutor
for menor que 20% e o comprimento do condutor for menor que 850 m; (iii) a variação
de preço do condutor for menor que 30% e o comprimento do condutor for menor que
550 m; (iv) a variação de preço do condutor for menor que 40% e o comprimento do
condutor for menor que 450 m; e (v) a variação de preço do condutor for menor que
60% e o comprimento do condutor for menor que 350 m.
200
Quadro 3.32. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do preço da tarifa de energia elétrica
Distância Aumento do preço da tarifa de energia elétrica (R$ kWh
-1
)
(m) 5% 10% 15% 20% 25% 30%
50
R$ 1598,17 /
153,23%
R$ 1681,56 /
160,53%
R$ 1764,95 /
167,83%
R$ 1848,34 /
175,12%
R$ 1931,72 /
182,42%
R$ 2015,12 /
189,72%
150
R$ 1292,17 /
51,06%
R$ 1375,56 /
53,50%
R$ 1458,95 /
55,93%
R$ 1542,34 /
58,37%
R$ 1625,73 /
60,80%
R$ 1709,12 /
63,24%
250
R$ 986,17 /
30,50%
R$ 1069,56 /
31,98%
R$ 1152,95 /
33,46%
R$ 1236,34 /
34,94%
R$ 1319,73 /
36,41%
R$ 1403,12 /
37,88%
350
R$ 680,17 /
21,44%
R$ 763,56 /
22,54%
R$ 846,95 /
23,63%
R$ 930,34 /
24,72%
R$ 1013,73 /
25,80%
R$ 1097,12 /
26,87%
450
R$ 374,17 /
16,18%
R$ 457,56 /
17,10%
R$ 540,95 /
17,96%
R$ 624,34 /
18,84%
R$ 707,73 /
19,71%
R$ 791,12 /
20,58%
550
R$ 68,17 /
12,64%
R$ 151,56 /
13,42%
R$ 234,95 /
14,18%
R$ 318,34 /
14,94%
R$ 401,73 /
15,68%
R$ 485,12 /
16,42%
650
(R$237,83) /
10,01%
(R$ 154,44) /
10,74%
(R$ 71,05%) /
11,43%
R$ 12,34 /
12,10%
R$ 95,73 /
12,76%
R$ 179,12 /
13,42%
750 - - -
(R$ 293,66) /
9,91%
(R$ 210,27) /
10,51
(R$ 126,88) /
11,11%
De acordo com o Quadro 3.32 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) o aumento da tarifa de energia elétrica for menor que 15% e o
comprimento do condutor for menor que 650 m; e (ii) o aumento da tarifa de energia
elétrica for entre 20% ou 30% e o comprimento do condutor for menor que 750 m.
Quadro 3.33. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor
alimentador (Continua)
Distância Variação do rendimento pelo aumento da bitola do condutor (%)
(m) 1 2 3 4 5
50 R$ 1514,78 /
145,94%
R$ 3220,91 /
295,23%
R$ 4966,71 /
447,99%
R$ 3753,59 /
604,34%
R$ 8583,01 /
764,42%
150 R$ 1208,78 /
48,63%
R$ 2914,91 /
98,41%
R$ 4660,71 /
149,33%
R$ 6447,59 /
201,45%
R$ 8277,01 /
254,81%
250 R$ 902,78 /
29,00%
R$ 2608,91 /
59,04%
R$ 4354,71 /
89,60%
R$ 6141,59 /
120,87%
R$ 7971,01 /
152,88%
350 R$ 596,78 /
20,33%
R$ 2302,91 /
42,14%
R$ 4048,71 /
64,00%
R$ 5835,59 /
86,33%
R$ 7665,01 /
109,20%
450 R$ 290,78 /
15,27%
R$ 1996,91 /
32,69%
R$ 3742,71 /
49,76%
R$ 5529,59 /
67,15%
R$ 7359,01 /
84,94%
550 (R$ 15,22) /
11,86%
R$ 1690,91 /
23,60%
R$ 3436,71 /
40,68%
R$ 5223,59 /
54,93%
R$ 7053,01 /
69,49%
201
Quadro 3.33. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor
alimentador (Continuação)
650 -
R$ 1384,91 /
22,30%
R$ 3130,71 /
34,37%
R$ 4917,59 /
46,47%
R$ 6747,01 /
58,80%
750 -
R$ 1078,91 /
19,10%
R$ 2824,71 /
29,70%
R$ 4611,59 /
40,24%
R$ 6441,01 /
50,95%
850 -
R$ 772,91 /
16,56%
R$ 2518,71 /
26,10%
R$ 4305,59 /
35,47%
R$ 6135,01 /
44,94%
950 -
R$ 466,91 /
14,50%
R$ 2212,71 /
23,22%
R$ 3999,59 /
31,68%
R$ 5829,01 /
40,19%
1050 -
R$ 160,91 /
12,79%
R$ 1906,71 /
20,85%
R$ 3693,59 /
28,59%
R$ 5523,01 /
36,33%
1150 -
(R$ 145,09) /
11,34%
R$ 1600,71 /
18,86%
R$ 3387,59 /
26,02%
R$ 5217,01 /
33,13%
1250 - -
R$ 1294,71 /
17,17%
R$ 3081,59 /
23,84%
R$ 4911,01 /
30,43%
1350 - -
R$ 988,71 /
15,69%
R$ 2775,59 /
21,96%
R$ 4605,01 /
28,11%
1450 - -
R$ 682,71 /
14,40%
R$ 2469,59 /
20,32%
R$ 4299,01 /
26,10%
1550 - -
R$ 376,71 /
13,25%
R$ 2163,59 /
18,88%
R$ 3993,01 /
24,34%
1650 - - R$ 70,71 / 12,22%
R$ 1857,59 /
17,60%
R$ 3687,01 /
22,78%
1750 - -
(R$ 235,29) /
11,29%
R$ 1551,59 /
16,45%
R$ 3381,01 /
21,39%
1850 - - -
R$ 1245,59 /
15,50%
R$ 3075,01 /
20,13%
1950 - - -
R$ 939,59 /
14,45%
R$ 2769,01 /
19,00%
2050 - - -
R$ 633,59 /
13,59%
R$ 2463,01 /
17,96%
2150 - - -
R$ 327,59 /
12,79%
R$ 2157,01 /
17,01%
2250 - - -
R$ 21,59 /
12,05%
R$ 1851,01 /
16,13%
2350 - - -
(R$ 284,41) /
11,36%
R$ 1545,01 /
15,33%
2450 - - - -
R$ 1239,01 /
14,57%
2550 - - - -
R$ 933,01 /
13,87%
2650 - - - -
R$ 627,01 /
13,22%
2750 - - - -
R$ 321,01 /
12,60%
2850 - - - - R$ 15,01 / 12,03%
2950 - - - -
(R$ 290,99) /
11,48%
De acordo com o Quadro 3.33 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) o ganho de rendimento do motor elétrico for igual a 1%, e o
comprimento do condutor alimentador for, inferior, a 550 m; (ii) o ganho de rendimento
202
do motor elétrico for igual a 2%, e o comprimento do condutor alimentador for, inferior,
a 1150 m; (iii) o ganho de rendimento do motor elétrico for igual a 3%, e o
comprimento do condutor alimentador for, inferior, a 1750 m; (iv) o ganho de
rendimento do motor elétrico for igual a 4%, e o comprimento do condutor alimentador
for, inferior, a 2350 m; e (v) o ganho de rendimento do motor elétrico for igual a 5%, e
o comprimento do condutor alimentador for, inferior, a 2950 m.
Os Quadros 3.34, 3.35 e 3.36 apresentam a variação do comprimento dos
condutores com a variação de preço entre os condutores de energia elétrica, a variação
do comprimento dos condutores com o aumento no preço da tarifa de energia elétrica e
a variação do comprimento dos condutores com o aumento do rendimento do motor
elétrico pelo aumento da bitola do condutor alimentador para motores elétricos, com
potência acima de 36,8 kW (50 cv).
Quadro 3.34. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores e a variação de
preço entre os condutores de energia elétrica
Distância Variação de preço do condutor (R$ m
-1
)
(m) 10% 20% 30% 40% 50% 60%
50
R$ 7801,46 /
2061,33%
R$ 7750,46 /
1030,67%
R$ 7699,46 /
687,11%
R$ 7648,46 /
515,33%
R$ 7597,46 /
412,27%
R$ 7546,46 /
343,55%
550
R$ 7291,46 /
187,39%
R$ 6730,46 /
93,70%
R$ 6169,46 /
62,46%
R$ 5608,46 /
46,83%
R$ 5047,46 /
37,41%
R$ 4486,46 /
31,09%
1050
R$ 6781,46 /
98,16%
R$ 5710,46 /
49,06%
R$ 4639,46 /
32,60%
R$ 3568,46 /
24,22%
R$ 2497,46 /
19,03%
R$ 1426,46 /
15,43%
1550
R$ 6271,46 /
66,49%
R$ 4690,45 /
33,14%
R$ 3109,46 /
21,73%
R$ 1528,46 /
15,73%
(R$ 52,54) /
11,89
(R$ 1633,54) /
9,16%
2050
R$ 5761,46 /
50,26%
R$ 3670,46 /
24,84%
R$ 1579,46 /
15,88%
(R$511,54) /
11,01%
- -
2550
R$ 5251,46 /
40,37%
R$ 2650,46 /
19,65%
R$ 49,46 /
12,10%
- - -
3050
R$ 4741,46 /
33,69%
R$ 1630,46 /
16,03%
(R$ 1480,54) /
9,39%
- - -
3550
R$ 4231,46 /
28,85%
R$ 610,46 /
13,33%
- - - -
4050
R$ 3721,46 /
25,16%
(R$ 409,54) /
11,20%
- - - -
4550
R$ 3211,46 /
22,24%
- - - - -
5050
R$ 2701,46 /
19,86%
- - - - -
5550
R$ 2191,46 /
17,88%
- - - - -
6050
R$ 1681,46 /
16,18%
- - - - -
6550
R$ 1171,46 /
14,73%
- - - - -
7050
R$ 661,46 /
13,45%
- - - - -
7550
R$ 151,56 /
12,31%
- - - - -
8050
(R$ 358,54) /
11,30%
- - - - -
203
De acordo com o Quadro 3.34 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) a variação de preço do condutor for menor que 10% e o
comprimento do condutor for menor que 8050 m; (ii) a variação de preço do condutor
for menor que 20% e o comprimento do condutor for menor que 4050 m; (iii) a variação
de preço do condutor for menor que 30% e o comprimento do condutor for menor que
3050 m; (iv) a variação de preço do condutor for menor que 40% e o comprimento do
condutor for menor que 2050 m; e (v) a variação de preço do condutor for menor que
60% e o comprimento do condutor for menor que 1150 m.
Quadro 3.35. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do preço da tarifa de energia elétrica
Distância Aumento do preço da tarifa de energia elétrica (R$ kWh
-1
)
(m) 5% 10% 15% 20% 25% 30%
50 R$ 8092,09 /
721,47%
R$ 8484,71 /
755,82%
R$ 8877,33 /
790,18%
R$ 9269,96 /
824,53%
R$ 9962,58 /
858,88%
R$ 10055,20 /
893,24%
550 R$ 6562,09 /
65,59%
R$ 6954,71 /
68,71%
R$ 7347,33 /
71,83%
R$ 7739,96 /
74,96%
R$ 8132,58 /
78,08%
R$ 8525,20 /
81,20%
1050 R$ 5032,09 /
34,26%
R$ 5424,71 /
35,91%
R$ 5817,33 /
37,56%
R$ 6209,96 /
39,21%
R$ 6602,58 /
40,86%
R$ 6995,20 /
42,50%
1550 R$ 3502,09 /
22,90%
R$ 3894,71 /
24,05%
R$ 4287,33 /
25,21%
R$ 4679,96 /
26,35%
R$ 5072,58 /
27,49%
R$ 5465,20 /
28,63%
2050 R$ 1972,09 /
16,81%
R$ 2634,71 /
17,73%
R$ 2757,33 /
18,64%
R$ 3149,96 /
19,54%
R$ 3542,58 /
20,44%
R$ 3935,20 /
21,33%
2550 R$ 442,09 /
12,90%
R$ 834,71 /
13,68%
R$ 1227,33 /
14,45%
R$ 1619,96 /
15,22%
R$ 2012,58 /
15,97%
R$ 2405,20 /
16,72%
3050 (R$ 1087,91) /
10,10%
(R$ 695,29) /
10,80%
(R$ 302,67) /
11,48%
R$ 89,96 /
12,15%
R$ 482,58 /
12,82%
R$ 875,20 /
13,47%
3550
- - -
(R$ 1440,04) /
9,83%
(R$ 1047,42) /
10,44%
(R$ 654,80) /
11,03%
De acordo com o Quadro 3.35 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando: (i) o aumento da tarifa de energia elétrica for menor que 15% e o
comprimento do condutor for menor que 3050 m; e (ii) o aumento da tarifa de energia
elétrica for entre 20% e 30% e o comprimento do condutor for menor que 3550 m.
204
Quadro 3.36. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor
alimentador (Continua)
Distância Variação do rendimento pelo aumento da bitola do condutor (%)
(m) 1 2 3 4 5
50
R$ 7699,46 /
687,11%
R$ 15727,01 /
1389,54%
R$ 23935,56 /
2107,81%
R$ 32331,30 /
2842,46%
R$ 40920,72 /
3594,05%
550
R$ 6169,46 /
62,46%
R$ 14197,01 /
126,32%
R$ 22405,56 /
191,62%
R$ 30801,30 /
258,41%
R$ 39390,72 /
326,73%
1050
R$ 4639,46 /
32,60%
R$ 12667,01 /
66,17%
R$ 20875,56 /
100,37%
R$ 29271,30 /
135,36%
R$ 37860,72 /
171,15%
1550
R$ 3109,46 /
21,73%
R$ 11137,01 /
44,80%
R$ 19345,56 /
68,00%
R$ 27741,30 /
91,69%
R$ 36330,72 /
115,94%
2050
R$ 1579,46 /
15,88%
R$ 9607,01 /
33,79%
R$ 17815,56 /
51,40%
R$ 26211,30 /
69,33%
R$ 34800,72 /
87,66%
2550
R$ 49,46 /
12,10%
R$ 8077,01 /
27,02%
R$ 16285,56 /
41,29%
R$ 24681,30 /
55,73%
R$ 33270,72 /
70,47%
3050
(R$ 1480,54) /
9,39%
R$ 6547,01 /
22,38%
R$ 14755,56 /
34,46%
R$ 23151,30 /
46,58%
R$ 31740,72 /
58,91%
3550 -
R$ 5017,01 /
18,96%
R$ 13225,56 /
29,52%
R$ 21621,30 /
40,00%
R$ 30210,72 /
50,61%
4050 -
R$ 3487,01 /
16,32%
R$ 11695,56 /
25,76%
R$ 20091,30 /
35,01%
R$ 28680,72 /
44,34%
4550 -
R$ 1957,01 /
14,20%
R$ 10165,56 /
22,78%
R$ 18561,30 /
31,10%
R$ 27150,72 /
39,44%
5050 -
R$ 427,01 /
12,44%
R$ 8635,56 /
20,36%
R$ 17031,30 /
27,94%
R$ 25620,72 /
35,50%
5550 -
(R$ 1103,00) /
10,95%
R$ 7105,56 /
18,33%
R$ 15501,30 /
25,33%
R$ 24090,72 /
32,26%
6050 - -
R$ 5575,56 /
16,61%
R$ 13971,30 /
23,13%
R$ 22560,72 /
29,54%
6550 - -
R$ 4045,56 /
15,13%
R$ 12441,30 /
21,24%
R$ 21030,72 /
27,21%
7050 - -
R$ 2515,56 /
13,83%
R$ 10911,30 /
19,60%
R$ 19500,72 /
25,21%
7550 - -
R$ 985,56 /
12,68%
R$ 9381,30 /
18,15%
R$ 17970,72 /
23,44%
8050 - -
(R$ 544,44) /
11,65%
R$ 7851,30 /
16,87%
R$ 16440,72 /
21,90%
8550 - - -
R$ 6321,30 /
15,73%
R$ 14910,72 /
20,51%
9050 - - -
R$ 4791,30 /
14,69%
R$ 13380,72 /
19,27%
9550 - - -
R$ 3261,30 /
13,75%
R$ 11850,72 /
18,15%
10050 - - -
R$ 1731,30 /
12,89%
R$ 10320,72 /
17,12
10550 - - -
R$ 201,30 /
12,10%
R$ 8790,72 /
16,19%
11050 - - -
(R$ 1328,70) /
11,37%
R$ 7260,72 /
15,32%
11550 - - - -
R$ 5730,72 /
14,53%
12050 - - - -
R$ 4200,72 /
13,79%
205
Quadro 3.36. Valor presente líquido (R$) e taxa interna de retorno (%) da análise de
vida útil entre a variação do comprimento dos condutores com aumento
do rendimento do motor elétrico pelo aumento da bitola do condutor
alimentador (Continuação)
12550 - - - -
R$ 2670,72 /
13,10%
13050 - - - -
R$ 1140,72 /
12,45%
13550 - - - -
(R$ 389,28) /
11,85%
De acordo com o Quadro 3.36 observa-se que há viabilidade econômica desta
substituição quando o ganho de rendimento do motor elétrico for pelo menos igual a 1,
2, 3, 4 e 5% e o comprimento do alimentador for inferior a 3050, 5550, 8050, 11050 e
13550 m, respectivamente.
De uma forma geral, a análise econômica de vida útil do aumento da bitola dos
condutores elétricos, como forma de evitar a redução do rendimento dos motores
elétricos, é dependente, do ganho de rendimento do motor elétrico, do comprimento do
condutor alimentador, do aumento da tarifa de energia elétrica, do preço do condutor de
energia elétrica, e da faixa de potência do motor em estudo.
206
3.6. CONCLUSÃO
As principais conclusões deste trabalho são descritas a seguir:
Uso de equipamentos eficientes - adequação de força motriz
- em ambas as unidades armazenadoras o índice de carregamento dos motores
elétricos estavam abaixo dos índices indicados pela literatura técnica
especializada, causando desperdício de energia elétrica.
-
como exemplo, no estudo de adequação de força motriz utilizando motores
eficientes em substituição ao motor existente da fita transportadora (FT 01),
todos os índices econômicos no estudo de vida útil indicam a necessidade de
substituição imediata do motor elétrico.
Análise da categoria e da classe de isolamento dos motores elétricos
- nas unidades armazenadoras de Ituverava e Guaíra, verificou-se a existência de
motores que estavam em funcionamento com a especificação de conjugado, não
recomendada para as funções exercidas por eles no processo produtivo.
-
a classe de isolamento de todos os motores em ambas unidades armazenadoras
pertenciam à classe B. A repetibilidade da elevação de temperatura em 10ºC
acima da temperatura máxima suportada pelo motor elétrico pode diminuir sua
vida útil.
-
segundo a literatura técnica para os ventiladores, é indicada a utilização de
motores da categoria N; para os elevadores, devido às características de
conjugado desta carga, sugerem-se motores de categoria D e para as fitas
207
transportadoras, o motor indicado seria da categoria H. A diferença de custo
entre os motores não foi analisada.
-
Quando um motor com determinada categoria específica é utilizado em outras
funções, poderá ocorrer a queima do motor elétrico, por não haver torque
suficiente para a carga e o superdimensionamento de motores elétricos serviria
apenas para legitimar um erro de escolha da categoria do motor elétrico.
Adequação tarifária
- a demanda de contrato a ser implementada, com base nas informações contidas
nas últimas 24 contas de energia elétrica, diferia da demanda contratada para
ambas as unidades armazenadoras, sendo que, a adoção da nova demanda de
contrato proporcionaria redução significativa nos gastos com energia elétrica
-
as demandas de contrato das unidades armazenadoras de Ituverava e Guaíra
eram, praticamente, semelhantes (340 e 350 kW respectivamente), mesmo
possuindo cargas instaladas bem diferentes.
Adequação da iluminação
- a adoção de equipamentos eficientes proporcionou um grande potencial de
economia de energia elétrica.
-
na análise de vida útil dos equipamentos de iluminação, em ambas as unidades
armazenadoras, a substituição dos equipamentos em uso foi indicada, baseando-
se nos índices econômicos.
-
a revenda de equipamentos antigos ajuda a viabilizar a substituição dos
equipamentos velhos por equipamentos novos eficientes.
Qualidade de energia (desbalanceamento e nível de tensão)
-
o desequilíbrio de tensão e a amplitude da tensão de rede da concessionária de
energia elétrica, em relação à influência da redução de potência no eixo de
motores trifásicos da categoria N, desequilíbrio de tensão nas correntes trifásicas
de um motor de indução trifásico e à alteração em ambas as unidades
armazenadoras não foram significativos. Desta forma, e de acordo com as
medições, a qualidade da energia atende as normas de fornecimento de energia
elétrica.
-
a escolha econômica do condutor para alimentação de motores elétricos deverá
atender não somente aos critérios de corrente máxima admissível e queda de
tensão, mas, também aos seguintes parâmetros: número de horas de
funcionamento anual; comprimento do circuito; potência nominal do motor e
fator de serviço e custos unitários de tarifa (consumo e demanda), sendo
economicamente viável considerar o decréscimo no rendimento de motores
elétricos como um fator auxiliar na decisão de aumentar a bitola do condutor
alimentador.
208
3.7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) - Companhia
Nacional de Abastecimento (CONAB).
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http://www.conab.gov.br 2005. Data da consulta: 28/07/2005
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Viçosa, 2000.
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Janeiro: CEMIG, 2000. 17p.
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Instalações Elétricas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos
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209
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combate ao desperdício de energia elétrica – PROCEL. Rio de Janeiro: PROCEL, 2002.
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(Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, 2002.
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Viçosa, MG: UFV, Impr. Univ., 2003. 142p.
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TEIXEIRA, C. A.
Metodologia para adequação do uso de força motriz em
processos agrícolas. Viçosa, MG: UFV, Impr. Univ., 2002. 155p. Dissertação
(Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Viçosa, 2002.
WEG, S. A.
Catálogo eletrônico 2000. Jaraguá do Sul, RS. (http: //www. weg.com.br),
Data da consulta: 01/07/2000.
WEG, S. A.
Catálogo geral de motores elétricos. Jaraguá do Sul, RS. (http: //www.
weg.com.br) 10/2002.
210
Capítulo 4. SOLUÇÕES ENERGÉTICAS APLICADAS A
UNIDADES ARMAZENADORAS
RESUMO
Embora o insumo hidroeletricidade (eletricidade de fonte hidráulica) seja uma
fonte de energia renovável, a industrialização e o crescimento econômico associados às
crescentes inovações tecnológicas dos últimos anos, vêm causando aumento substancial
tanto na demanda e consumo de energia quanto em impactos ambientais. A falta de
investimento no setor energético, aliada ao fato de que recursos naturais são limitados,
torna a racionalização do uso de energia elétrica uma ferramenta de apoio
imprescindível ao crescimento sustentável do País. Soluções de eficientização
energética podem ser adotadas, no sentido de complementar as ações de planejamento
do lado da demanda. A geração distribuída em conjunto com a cogeração são opções de
gerenciamento do lado do suprimento, que podem e devem ser adotadas em unidades
armazenadoras também, pois, as unidades armazenadoras utilizam energia térmica e
elétrica, separadamente e poderiam com o mesmo combustível a partir da cogeração
produzir energia elétrica e térmica. Assim não somente a secagem de grãos, mas
também a energia elétrica de processo seriam supridas, aumentando a eficiência global
do sistema de secagem. Objetivando apontar soluções energéticas para tornar as
unidades armazenadoras mais independentes, energicamente, da concessionária de
energia elétrica e de oscilações do mercado, realizou-se um estudo na unidade
armazenadora de Ituverava, SP da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia
211
(CAROL). A capacidade de secagem da unidade armazenadora é de 120 t h
-1
. Foram
considerados: (i) os padrões de consumo sazonal de energia elétrica, ou seja, consumo
no período de safra e safrinha; (ii) diferentes tipos de sistema de cogeração; e (iii) custos
de interligação. As principais conclusões deste trabalho foram: (i) o preço de venda da
energia excedente no sistema de cogeração influia, diretamente, na tomada de decisão
quanto à implantação de um sistema de cogeração; (ii) a geração de energia elétrica com
a produção própria de lenha foi decisiva na lucratividade do projeto de cogeração; (iii)
a
opção de interligação da rede de energia elétrica favorece a implantação de um sistema
de cogeração, porque a unidade armazenadora tem opção de vender o excedente da
geração de energia elétrica, para a concessionária de energia elétrica ou,
preferencialmente, a consumidores livres; (vii) diversificação dos produtos da empresa;
(viii) o potencial de geração de energia elétrica da unidade armazenadora de Ituverava
foi de 215 kW, para as condições de estudo; (ix) a lucratividade da melhor opção de
cogeração mostrou-se viável, economicamente, para o período de vida útil do
investimento; (x) além da lucratividade com a venda da energia elétrica, existe ainda o
vapor de rejeito, que pode ser utilizado na secagem dos grãos; e (xi) a unidade teria
independência total ou parcial do insumo energia elétrica e, portanto, não ficaria sujeita
à variação nos custos de energia elétrica.
PALAVRAS-CHAVE: eficientização de unidades armazenadoras, cogeração,
racionalização de energia térmica e elétrica, gerenciamento
do lado do suprimento (GLS), gerenciamento do lado da
demanda (GLD).
212
4.1. INTRODUÇÃO
A história tem mostrado que a energia é a base do desenvolvimento das
civilizações. Nos dias atuais, tornam-se cada vez maiores as necessidades energéticas
para a produção de alimentos, bens de consumo, bens de serviço e de produção, lazer e,
finalmente, para promoção do desenvolvimento econômico, social e cultural. Desta
forma, torna-se evidente a importância da energia, não somente no contexto das grandes
nações industrializadas, mas principalmente naquelas em via de desenvolvimento, cujas
necessidades energéticas são dramáticas e prementes. As fontes alternativas e
renováveis de energia vêm, através dos tempos, ganhando mais adeptos e força no seu
desenvolvimento e aplicação, tornando-se opção viável para as crises de petróleo e
dificuldade de construção de centrais hidroelétricas, termelétricas a carvão mineral,
xisto e usinas nucleares, assim como outras fontes que podem gerar grande degradação
ambiental. Estes acontecimentos têm contribuído para o fortalecimento do movimento
em busca de novas fontes de energia. O termo “fonte alternativa de energia” não deriva
apenas de uma alternativa eficiente, mas é sinônimo de uma energia limpa, pura, não
poluente, a princípio renovável, podendo ser encontrada em qualquer lugar, pelo menos,
a maioria na natureza (NEA, 2005).
De acordo com Brasil (2004), na evolução da utilização de combustíveis, a
oferta mundial de energia por fonte, no ano de 1973, foi de 6.034 x 10
6
tep, sendo sua
distribuição referente a: petróleo (45,1%); carvão mineral (24,8%); gás (16,2%);
energias renováveis (11,1%); hidráulica (1,8%); nuclear (0,9%) e outras (0,1%).
213
Entretanto, no ano de 2001, a oferta de energia foi de 10.290 x 10
6
tep, assim
distribuída: petróleo (35,0%); carvão mineral (23,3%); gás (21,2%); energias renováveis
(10,9%); hidráulica (2,2%); nuclear (6,9%) e outras (0,5%). Observa-se que a
participação do petróleo e do carvão mineral decresceram para 10,1% e 3,6%,
respectivamente, enquanto a oferta de gás e energia nuclear aumentou 5,0% e 6,0%,
respectivamente. Esta situação mostra que a dependência de combustíveis fósseis tende
a diminuir. Entretanto, para oferta de energia proveniente de fontes renováveis, houve
pequena retração em relação a 1973.
Com a flexibilização do setor energético nacional, a cogeração e a geração
distribuída passaram a ser uma alternativa interessante de diversificação de produtos e
forma de utilização de energia nas empresas.
A possibilidade de implantantação da cogeração em unidades armazenadoras e
agroindustrias, que utilizam a energia em maior proporção, na forma de calor e tração, é
indicada, pois, a utilização da lenha é indispensável durante o período de safra e
safrinha. Além disso, a produção integrada de florestas energéticas, poderia favorecer a
viabilidade econômica do empreendimento.
214
4.2. REVISÃO DE LITERATURA
4.2.1. Planejamento energético
Com o planejamento energético tradicional, procurou-se expandir os recursos da
oferta de energia elétrica a fim de atender, com segurança, principalmente, os critérios
de crescimento de demanda futura e minimizar o custo da expansão. Tais critérios de
planejamento, aliados ao baixo custo de energia praticado até à década de 70, levaram à
estratégia, quase universal, da rápida expansão da capacidade geradora, sem uma
preocupação explicita com o crescimento da demanda, dando pouca ênfase à eficiência
do uso energético.
Com a crise do petróleo em 1973, o planejamento energético foi desenvolvido
no sentido de contemplar opções de gerenciamento do lado da demanda (GLD), em
virtude do alto custo da energia. Esse planejamento passou a ser integrado, englobando
os recursos energéticos e o uso final da energia. Este modelo tem sido denominado
como Planejamento Integrado de Recursos (PIR). O PIR combina opções de tecnologia
de oferta de eletricidade e melhoria da eficiência energética, a fim de prover serviços de
energia elétrica com menor custo, incluindo a contabilização dos custos social e
ambiental. Segundo Jannuzzi e Swisher (1997), o PIR inclui opções de gerenciamento
do lado da demanda (GLD) e do lado do suprimento (GLS).
O GLS visa racionalizar o uso da energia elétrica, pelo lado do suprimento de
energia, englobando medidas como a construção e ampliação de unidades geradoras,
subestações e linhas de transmissão. O GLD atua, diretamente, na curva de carga de
215
uma determinada concessionária de energia elétrica. Como exemplos de ações do GLD
no sentido de diminuir a demanda de pico, citam-se: (i) o uso de equipamentos mais
eficientes; (ii) o remanejamento de cargas; e (iii) o controle direto de cargas
(PINHEIRO, 1986).
4.2.2 Sistema tarifário
Devido à entrada conjunta de iluminação pública e chuveiros do sistema
residencial, a curva de carga típica do sistema elétrico brasileiro apresenta a maior
demanda de energia elétrica no horário compreendido entre 17 e 22 h. Com o objetivo
de adequar a oferta de energia à solicitação de carga do sistema elétrico, foi concebida a
estrutura tarifária horo-sazonal (tarifas azul e verde), de modo a compreender a
sistemática de aplicação de tarifas a preços diferenciados, de acordo com o horário do
dia (ponta e fora de ponta) e períodos do ano (úmido e seco). Com essa estrutura
tarifária, objetivou-se: (i) criar sistema de incentivos que reflitam-se no valor das tarifas
e nas leis de mercado e, conseqüentemente, na melhoria da utilização da infra-estrutura
do sistema elétrico nacional de geração, distribuição e transmissão; e (ii) um melhor uso
da geração que é formada por, aproximadamente, 93% de recursos hídricos
(CEMIG, 1998).
O sistema tarifário em vigor no Brasil, aplicável a consumidores do grupo A
(aqueles que compram energia em tensão superior a 2.3 kV), pode ser classificado em
convencional e horo-sazonal. Os consumidores de energia elétrica, que se enquadram no
sistema convencional de tarifas, podem ser taxados pelo consumo e demanda de energia
elétrica.
A tarifa no horário de ponta é cerca de 200% mais cara que a tarifa no horário
fora de ponta para demanda e cerca de 130% mais cara para consumo na tarifa azul. A
tarifa verde, no horário de ponta, sofre um acréscimo de 750% para o consumo de
energia elétrica e não para demanda (CEMIG, 1998). Denomina-se “demanda de
ultrapassagem” à demanda de energia utilizada em excesso à demanda contratada. A
tarifa de ultrapassagem é 300% maior do que o valor da tarifa do respectivo horário.
4.2.3 Geração distribuída
De acordo com INEE (2005), a geração distribuída (GD) é a geração elétrica
realizada junto ou próxima do(s) consumidor(es) independente da potência, tecnologia e
fonte de energia. As tecnologias de GD têm evoluído no sentido de incluir potências
216
cada vez menores. A GD inclui: (i) cogeradores; (ii) geradores que usam, como fonte
energética, o calor de rejeito de combustíveis ou de processo; (iii) geradores de
emergência; (iv) geradores para operaçăo no horário de ponta; (v) painéis fotovoltaicos;
(vi) pequenas centrais hidrelétricas - PCH's, dentre outros.
O conceito envolve, ainda, equipamentos de medida, controle e comando, que
articulam a operação dos geradores e o eventual controle de cargas, seu ligamento ou
desligamento, para que estas se adaptem às restrições de oferta de energia.
A GD tem vantagens sobre a geração centralizada, pois, economiza
investimentos em transmissão e reduz as perdas nesses sistemas, melhorando a
estabilidade do serviço de energia elétrica.
A geração elétrica próxima ao consumidor chegou a ser a regra na primeira
metade do século XX, quando a energia industrial era, praticamente, toda gerada no
local. A partir da década de 40, no entanto, a geração em centrais de grande porte ficou
mais barata, reduzindo o interesse dos consumidores pela GD e, como conseqüência, o
desenvolvimento tecnológico para incentivar este tipo de geração também estagnou.
As crises do petróleo introduziram fatores perturbadores, que mudaram
radicalmente este panorama, revelando a importância, por exemplo, da economia obtida
na cogeração. A partir da década de 90, a reforma no setor elétrico brasileiro levou à
competição no serviço de energia, criando a concorrência e estimulando todos os
potenciais elétricos com custos competitivos.
Com o fim do monopólio da geração elétrica, por parte das concessionárias de
energia elétrica em meados dos anos 80, o desenvolvimento desta tecnologia voltou a
ser incentivado com visíveis resultados na redução de custos. O crescimento da GD nos
próximos anos parece inexorável, sendo que alguns autores fazem uma analogia com o
crescimento do microcomputador, relativamente aos grandes computadores centrais.
Com a GD, torna-se possível obter maior eficiência energética. Devido a isto,
alguns órgãos como o Instituto Nacional de Energia Elétrica (INEE) têm trabalhado no
sentido de propor mudanças, que incentivem uma maior participação de atores no
mercado de geração e comercialização de energia elétrica de modo livre e não cativo.
Tais ações promovem o desenvolvimento desta forma de geração elétrica.
Em 2004, houve um grande avanço em favor da GD, ao ser mencionada na Lei
10.848/04 que “Dispõe sobre a comercialização de energia elétrica” como uma das
possíveis fontes de geração de energia elétrica. O detalhamento do Decreto 5.163/04
que “Regulamenta a comercialização de energia elétrica, o processo de outorga de
217
concessões de autorizações de geração de energia elétrica”, que fornece características
úteis às empresas distribuidoras, que se opunham a esta forma de geração, a enxergarem
na GD uma das formas de mitigar riscos de planejamento.
4.2.4. Cogeração
Segundo Corrêa Neto (2001), a cogeração é definida como o processo de
transformação e utilização de energia térmica de um combustível em mais de uma
forma de energia útil. As formas de energia útil mais freqüentes são as energias
mecânica e térmica. A energia mecânica pode ser utilizada, diretamente, no
acionamento de equipamentos ou na geração de energia elétrica. A energia térmica é
utilizada, diretamente, no atendimento das necessidades de calor para processos ou,
indiretamente, na produção de vapor ou de frio.
Viabilização da cogeração na indústria
Para que a implantação de cogeração em uma indústria seja viável, é necessário:
(i) a demanda da indústria por diferentes formas de energia cogerada (energia mecânica
ou elétrica e de calor ou frio); (ii) o custo da energia cogerada seja inferior à soma dos
insumos energéticos adquiridos (energia elétrica mais combustível); (iii) garantias de
suprimento de combustível; e (iv) não ocorrência de restrições ambientais que
inviabilizem à implantação do empreendimento.
Os principais atrativos da cogeração na indústria são apresentados a seguir. Para
o usuário da cogeração: (i) independência total ou parcial do sistema da concessionária
de energia elétrica; (ii) dependendo do processo de cogeração, pode haver maior
flexibilidade na escolha de insumos (combustíveis) regionais; (iii) possibilidade de
redução do impacto ambiental, dependendo do combustível utilizado na cogeração; (iv)
possibilidade de modular as cargas de acordo com suas necessidades, sem ter de
renegociar contratos de energia elétrica; (v) maior independência energética e maior
controle e gestão dos custos totais da energia; e (vi) maior eficiência energética global.
Para o meio ambiente: (i) redução da carga térmica rejeitada para o ambiente, ao
utilizar-se de forma mais eficiente a energia contida no combustível; e (ii) melhor
utilização das complementaridades existentes nos processos.
A partir da fonte de calor disponível para a cogeração, esta pode ser classificada
em dois grandes grupos (tipos): (i) a cogeração de “bottoming”; e (ii) a cogeração de
“topping”.
218
A Figura 4.1 ilustra dois tipos de fluxograma de cogeração: o primeiro é
“bottoming” e o segundo “topping”.
(a) (b)
Figura 4.1. Cogeração “bottoming” (a) e “topping” (b).
Os sistemas são, basicamente, separados em dois grandes grupos, em função da
seqüência de utilização da energia, podendo ser “bottoming cycle” e “topping cycle”.
Nos sistemas do tipo “bottoming”,
o energético produz, primeiramente, vapor
que é utilizado na produção de energia mecânica (e, ou elétrica) em turbinas a vapor e,
depois, retornado ao processo.
Nos sistemas tipo "topping", o energético é utilizado na produção de energia
elétrica e, ou mecânica em turbinas ou motores a gás, sendo que o calor rejeitado é
recuperado para o sistema térmico.
A escolha de uma destas soluções é função do perfil de necessidades elétricas e
térmicas de cada aplicação. Os sistemas “topping” são mais amplamente utilizados e
difundidos, podendo-se empregar turbinas ou motores a gás (ou a diesel). Em um ciclo
deste tipo o calor dos gases de descarga de uma turbina pode ser empregado da seguinte
forma: (i) para geração de vapor, normalmente em pressões até 40 bar, com amplo uso
em instalações industriais e comerciais; (ii) para geração de água quente, muito
utilizado nos países nórdicos para aquecimento distrital; (iii) para uso direto em
processos industriais como secagem, fornos e outros; e (iv) para uso em sistemas de
refrigeração por absorção (empregando vapor).
Os custos em sistemas de cogeração tradicionais
Segundo Corrêa Neto (2001), a viabilidade econômica das instalações que
utilizam a tecnologia de cogeração, bem como a efetiva racionalização de energia, são
fortemente afetadas pelo fator de utilização dos equipamentos e pela correta adequação
entre as quantidades energéticas fornecidas pela instalação e as quantidades energéticas
consumidas pelo processo.
219
A instalação de um sistema de cogeração requer, naturalmente, um prévio estudo
de viabilidade técnico-econômica, em que os seguintes fatores devem ser considerados:
(i) eficiência das máquinas térmicas; (ii) custo de investimento; (iii) custo de operação;
(iv) custo de manutenção; (v) custo do combustível, incluindo análise de tendência de
preço, ao longo da vida do projeto; (vi) disponibilidade de combustível alternativo;
(vii) preço da energia elétrica; (viii) custo da demanda suplementar de reserva (DSR) ou
back-up; (ix) perfil de operação da planta (base ou de pico); (x) disponibilidade da
planta; (xi) custos relativos à operação em carga parcial; (xii) possibilidade de venda de
excedente de energia elétrica e vapor; (xiii) depreciação; (xiv) impostos; (xv) custo do
financiamento; (xvi) restrições de órgãos ambientais; (xvii) custos de partida e
comissionamento; e (xviii) seguro.
No Quadro 4.1, têm-se os custos de referência de um sistema de cogeração
básico, ou seja, a máquina térmica instalada com o recuperador de calor. São
apresentados o custo individual das máquinas térmicas, comumente, mais utilizadas, o
investimento total desta instalada com equipamentos auxiliares e pronta para operar, o
custo do recuperador de calor e o custo médio de operação e manutenção. São
referenciadas, também, as faixas de potência e eficiência comercialmente disponíveis.
Quadro 4.1. Custos de referência para sistemas básicos de cogeração
Parâmetros Tecnologia
Motor diesel Motor a gás Turbina a gás Microturbina
Faixa de potência (kW) 20 - 1000 50 - 5000 1000 30 - 200
Eficiência
1
(%) PCI 36 - 43 28 – 42 21 – 40 25 – 30
Investimento da máquina
térmica (US$ kW
-1
)
125 – 300 250 – 600 300 – 600 350 – 750
*
Investimento total instalado
operando (US$ kW
-1
)
350 – 500 600 – 1000 650 – 900 600 – 1100
Custo adicional do recuperador
de calor (US$ kW
-1
)
- 75 – 150 100 – 200 75 – 350
Custo de O&M (US$ kW
-1
) 0,005 – 0,010 0,007 – 0,015 0,003 – 0,008 0,005 – 0,010
1
– Eficiência da máquina térmica
* - Valor comercial pretendido
O&M – Operação e manutenção
Fonte: (KINCAID (1999) citado por Corrêa Neto (2001))
Os preços das plantas variam, consideravelmente, dependendo do escopo de
fornecimento, requisitos do local de instalação, área geográfica e condições do mercado.
Um fator importante está relacionado ao custo do combustível, a ser fornecido para a
planta, enquanto outro diz respeito aos custos de mão-de-obra e construção, que podem
220
variar, intensamente, de um local para outro. As plantas mais eficientes, por serem mais
complexas, ou seja, providas de recuperadores de calor com vários níveis de pressão,
turbinas a vapor com múltiplas carcaças e outros, têm custos maiores.
O Quadro 4.2 apresenta alguns parâmetros de referência para sistemas de
cogeração.
Quadro 4.2. Parâmetros de referência para sistemas básicos de cogeração
Parâmetros Tecnologia
Motor diesel Motor a gás
Turbina a
vapor
Turbina a gás Microturbina
Eficiência
a
(%)
30 - 50 25 – 45 30 – 42
25 – 40%
g
40- 60%
h
20 – 30%
Faixa de potência
(MW)
0,05 - 5 0,05 - 5 qualquer 3 - 200 0,025 – 0,25
Área requerida
(m
2
kW
-1
)
0,0204
0,0204 –
0,0288
< 0,009
c
0,0019 – 0,0567 0,0139 – 0,1394
Custo de
instalação
b
(US$ kW
-1
)
800 - 1500 800 – 1500 800 - 1000 700 - 900 500 – 1300
Custo de O&M
(US$ kW
-1
)
0,005 – 0,010 0,007 – 0,015 0,004 0,002 – 0,008 0,002 – 0,01
Disponibilidade
(%)
90 – 95 92 – 97
Próximo
dos 100
90 - 98 90 - 98
Período entre
revisões gerais
(h)
25.000 –
30.000
24.000 –
60.000
> 50.000 30.000 – 50.000 5.000 – 40.000
Tempo de partida 10 s 10 s 1h – 1 dia 10 min – 1 h 60 s
Pressão do
combustível
(kPa)
< 34,5 6,9 - 310 - 825 – 3.447
d
276 – 690
d
Combustíveis
aplicáveis
Diesel e óleos
residuais
Gás natural,
biogás e
propano
Todos
Gás natural,
biogás, propano e
óleo destilado
Gás natural,
biogás, propano e
óleo destilado
Nível de ruído Moderado a
alto
e
Moderado a
alto
e
Moderado a
alto
e
Moderado
f
Moderado
f
Emissões de Nox
(g kWh
-1
)
1,368 – 14,968 0,998 – 12,7 0,816 0,136 – 1,814 0,181 – 0,998
Usos do calor
recuperado
Água quente e
Vapor de
baixa pressão
Calor direto
dos gases,
Água quente
e Vapor de
baixa pressão
Vapor de
alta e baixa
pressão
Calor direto dos
gases, Água quente
e Vapor de alta e
baixa pressão
Calor direto dos
gases, Água
quente e Vapor
de baixa pressão
Relação calor
trabalho (kWh
Ter
kWh
Mec
)
0,996 0,293 – 1,465 - 0,996 – 3,516 1,172 – 4,395
Faixa de
temperatura do
calor útil (º C)
82 - 482 150 - 260 - 260 - 593 205 - 345
a – Eficiência da máquina térmica; b – Sistema de cogeração básico, ou seja, a máquina térmica instalada
com recuperador de calor; c – Só turbina sem o ciclo de geração de vapor; d – Pode exigir compressor de
gás; e – Requer enclausuramento da área; f – Enclausuramento agregado ao equipamento; g – Ciclo
simples. H – Ciclo combinado; i – Sem caldeira de geração de vapor.
Fonte: (REVIEW (1999) citado por Corrêa Neto (2001)).
221
No Quadro 4.2, além de custos de referência para sistemas básicos de cogeração,
outros importantes parâmetros são também apresentados, como disponibilidade, tempo
entre paradas para revisão geral, tempo de partida dos equipamentos, pressão de
alimentação do combustível, emissões de NOx, proporção de energia térmica
recuperável em relação à energia mecânica produzida e a faixa de temperatura de
aproveitamento do calor recuperado.
Ciclos de cogeração
Na escolha do sistema, deve-se considerar a viabilidade técnico-econômica, as
necessidades estratégicas e outras variáveis, como a disponibilidade de água, espaço,
combustível, condições ambientais e outros.
Ciclo de cogeração com turbinas a vapor
Neste ciclo de cogeração, a energia térmica resultante da combustão é
transferida, através de caldeira, para a água que vaporiza e superaquece. O vapor
superaquecido é expandido em uma turbina, que aciona uma carga mecânica (ou
gerador elétrico). O vapor é extraído na saída da turbina, nas condições de temperatura e
pressão requeridas para o processo, que utiliza este calor útil. Geralmente, o fluido é
devolvido à caldeira, em estado condensado, para reiniciar o ciclo.
O ciclo Rankine
O ciclo Rankine é o ciclo ideal para uma unidade motora simples a vapor e
compreende os processos termodinâmicos básicos, abaixo listados e apresentados no
diagrama T-S, Figura 4.2.
1 – 2 : Processo de bombeamento adiabático reversível;
2 – 3 : Processo de troca de calor a pressão constante, na caldeira;
3 – 4 : Processo de expansão adiabática reversível (turbina ou pistão); e
4 – 1 : Processo de troca de calor à pressão constante, no condensador.
As indicações Q
H
e Q
L
significam, respectivamente, a transferência de calor do
reservatório de alta temperatura para o fluido de trabalho e do fluido de trabalho para o
reservatório de baixa temperatura.
222
Figura 4.2. Diagrama temperatura (T) versus entropia (s) do ciclo Rankine.
O ciclo de Rankine inclui, também, a possibilidade de superaquecimento do
vapor, como o ciclo 1-2-3’-4’.
Na análise do ciclo, considera-se o rendimento como dependente tanto da
temperatura média à qual o calor é fornecido quanto da temperatura média à qual ele é
rejeitado. O rendimento do sistema pode ser expresso por
2
1
t
T
T
-1=η
(3)
em que
T
1
= temperatura da fonte fria; K; e
T
2
= temperatura da fonte quente; K.
O rendimento do ciclo Rankine é significativamente, afetado por alterações na
pressão e temperatura de operação, sendo que, qualquer medida que eleve a temperatura
média à qual o calor é fornecido, como superaquecimento do vapor, o aquecimento
regenerativo (entre 2 e 2’), ou reduza a temperatura média à qual ele é rejeitado, como a
condensação do vapor em pressão negativa ou vácuo, eleva o rendimento do ciclo.
Esta redução de pressão na condensação produz um efeito prático indesejável,
que é a redução do título 1 do vapor na saída da turbina, provocando queda de
rendimento e erosão nas palhetas da turbina.
Outra medida que eleva a temperatura média de fornecimento do calor é o
aumento da pressão máxima do ciclo. Entretanto, esta alteração contribui, também, para
redução do título do vapor na saída da turbina.
A alternativa tecnológica, que permite aproveitar os benefícios dessas medidas, é
o reaquecimento do vapor, cujo efeito direto sobre a temperatura média de fornecimento
223
não é significativo, mas elimina o risco de comprometimento das palhetas da turbina
devido à umidade.
Em um ciclo real a vapor com turbina, o processo 1 – 2 é o bombeamento da
água, chamada neste ponto de condensado, da pressão de condensação até à pressão de
geração de vapor na caldeira. Em 2 – 2’, a água passa por aquecimento, que pode ser
realizado no interior da caldeira ou em aquecedores externos, no ciclo regenerativo,
atingindo a temperatura de vaporização na pressão de trabalho da caldeira. Em 2’- 3, a
água passa do estado de líquido saturado para vapor saturado, recebendo calor do
combustível no interior da caldeira. Em 3 – 4, o vapor expande-se na turbina, realizando
o trabalho útil; e em 4 – 1, o vapor rejeita calor no condensador, retornando ao estado
líquido para, novamente, ser bombeado.
Entre os fatores, que afastam o ciclo real do ciclo ideal, encontram-se: as perdas
de carga e de transferência de calor, nas tubulações de transporte do vapor e da caldeira;
perdas na turbina associadas ao escoamento do fluido de trabalho e a transferência de
calor; perdas na bomba decorrentes, principalmente, das irreversibilidades associadas ao
escoamento do fluido; e perdas no condensador, como a redução de temperatura do
condensado abaixo da sua temperatura de saturação.
As turbinas a vapor trabalham em ciclo Rankine, sendo amplamente utilizadas
como meio de acionamento para diversos tipos de equipamentos, entre os quais
encontram-se os geradores elétricos. Seu trabalho é obtido através da transformação da
energia potencial do vapor em energia mecânica. O montante da conversão de energia
depende da pressão e da temperatura do vapor na entrada do equipamento e da forma de
sua expansão a uma menor pressão em seu interior (CORRÊA NETO, 2001).
O vapor saturado ocorre, quando a temperatura de entrada coincide com a
temperatura de saturação à pressão do vapor. Quando a temperatura estiver acima da
temperatura de saturação, o vapor estará superaquecido, sendo que a diferença entre
essas temperaturas será o grau de superaquecimento. Normalmente, procura-se
superaquecer o vapor com o propósito de evitar a condensação, durante a expansão,
assim como o conseqüente surgimento de gotículas de água, que causam danos à turbina
por operarem em altas rotações.
Um diagrama de Mollier, ou uma tabela de vapor indica a quantidade de energia,
em forma de entalpia, que o vapor possui nas suas condições iniciais e a quantidade
passível de ser convertida em energia mecânica, para suas condições finais (Figura 4.3).
224
Figura 4.3. Representação esquemática do diagrama de Mollier – eficiência da turbina a
vapor no gráfico entalpia versus entropia.
Estes equipamentos estão disponíveis dentro de uma ampla faixa de potência.
Entretanto, em contraste com equipamentos como os motores dos ciclos Otto e Diesel
ou as turbinas a gás, não apresentam autonomia, pois, requerem o sistema de geração de
vapor e todos os aparatos que complementam o ciclo Rankine.
Os modelos mais simples e nas menores faixas de potências são turbinas de
simples estágio, que se encontram comumente disponíveis entre 50 a 2.000 kW. As
turbinas multiestágios com eficiências maiores podem atingir potências da ordem de
1.000 MW.
Um importante parâmetro da aplicação da turbina e de todo o sistema térmico
relacionado é a forma de processamento dos gases de exaustão. Caso o processo não
requeira energia térmica à sua jusante, a turbina operará em um ciclo de condensação
total com a pressão dos gases de exaustão abaixo da pressão atmosférica. Havendo
necessidade da energia térmica, a turbina operará em um ciclo de contrapressão e a
pressão dos gases de exaustão estará relacionada às condições exigidas no processo. Um
ciclo com extração é aquele em que ocorre uma condensação parcial e uma extração, em
uma fase intermediária da expansão do vapor. A extração pode ser realizada, também,
em um ciclo de contrapressão. Os parâmetros dos balanceamentos térmico, mássico e
225
energético dos sistemas de cogeração, utilizando ciclos Rankine, são a pressão e a vazão
mássica dos gases de exaustão da turbina.
A eficiência da turbina é o desvio, que a expansão do vapor sofre em relação à
expansão de uma turbina ideal ou teórica, ou seja, é a relação entre a expansão à
entropia constante da turbina ideal e a expansão não isoentrópica da turbina real. A
Figura 4.3 mostra os desvios relativos à eficiência de 0%, 25%, 50% e 100%.
O trabalho real de uma turbina, ou o calor convertido pela expansão do vapor na
turbina dividido pelo trabalho de expansão do ciclo ideal, fornece o fator de eficiência
da turbina.
Quando os gases de exaustão da turbina estão a uma pressão acima da
atmosférica, ele pode ser usado ainda como fonte de calor para outros processos. Neste
caso, para avaliação do aproveitamento energético, utiliza-se o conceito de eficiência
térmica, que é a razão entre o calor total disponível e o calor aproveitado.
A eficiência da turbina serve de quanto à qualidade de seu projeto, porém não
fornece dados sobre todo o aproveitamento energético possível, devido a
desconsideração quanto à utilização de seus gases de exaustão, que é um importante
parâmetro de avaliação global da energia.
A eficiência térmica é a quantidade de energia requerida para produção de uma
unidade de trabalho. Se a turbina opera em um ciclo de contrapressão, com a energia de
seus gases de exaustão sendo aproveitada como fonte térmica de outros processos, esta
razão aproxima-se de 100%. Há que se considerar, nesta relação, a energia rejeitada do
calor de condensação.
Um outro parâmetro freqüentemente utilizado na avaliação das turbinas é a taxa
de vapor, que é a razão da quantidade unitária de vapor – sob determinada condição –
necessária à realização de uma unidade de trabalho.
Uma comparação generalizada da eficiência dos diversos tipos de turbinas torna-
se difícil, pois, seus projetos são destinados a fins específicos. Os parâmetros de
operação, pressão e temperatura de entrada do vapor e pressão dos gases de exaustão
influenciam a eficiência. Portanto, para compará-las é necessária a fixação desses
parâmetros.
Um aumento na pressão e na temperatura de entrada do vapor aumentará a
eficiência da turbina e, ou todo o aproveitamento energético do processo. Este aumento
nas condições iniciais resultará em aumento da energia disponível para conversão em
energia mecânica. Tal parâmetro, comumente conhecido como a razão da queda de
226
entalpia, reduz a taxa de vapor na entrada da turbina. Uma diminuição na pressão dos
gases de exaustão produz, também, uma melhora no aproveitamento energético, porém
este estará mais condicionado às necessidades dos processos a jusante da turbina.
As turbinas multiestágios são equipamentos construídos, especificamente, para
uma determinada condição de operação e para uma máxima obtenção de conversão e,
portanto, esta característica de sua engenharia permite atingir altos níveis de eficiência.
Entretanto, para diminuição de custos, as turbinas de estágio simples, apresentam uma
característica padronização na fabricação, que acaba comprometendo sua razão de
eficiência.
Nas figuras 4.4, 4.5 e 4.6, são apresentadas, respectivamente, as curvas de
desempenho para turbinas de simples estágio, para turbinas multiestágios de
condensação total e turbinas de contrapressão. Estes gráficos, fornecidos por fabricante
específico, foram determinados para condições fixas de entrada e dos gases de exaustão
das turbinas.
Fonte: Corrêa Neto (2001)
Figura 4.4. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de simples estágio.
227
Fonte: Corrêa Neto (2001)
Figura 4.5. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de multiestágios e
condensação.
Fonte: Corrêa Neto (2001)
Figura 4.6. Relação potência versus eficiência de turbinas a vapor de multiestágios e
contrapressão.
4.2.5. Análise econômica
A análise econômica foi realizada de acordo com os índices descritos no Ítem
3.2.8, Capítulo 3 (página 167).
228
4.3. OBJETIVO
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de estudar soluções energéticas,
que possibilitem tornar as unidades armazenadoras de produtos agrícolas totalmente e,
ou parcialmente independentes do insumo energia elétrica, além da possibilidade de
venda de excedentes com a geração de energia elétrica, com vistas aos seguintes
objetivos:
Estudar a viabilidade técnica e econômica da cogeração em unidades
armazenadoras, utilizando lenha e seus resíduos; e
Estudos de caso: geração distribuída em unidades armazenadoras e a opção de
interligação à rede de energia elétrica das concessionárias de energia elétrica.
229
4.4. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa
dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), Estado de São Paulo e nos
laboratórios de Energia e de Pré-Processamento de Produtos Vegetais pertencentes ao
Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Viçosa. A unidade
armazenadora de Ituverava tem capacidade estática de armazenagem de 35.000
toneladas de grãos, armazenando soja e milho na safra agrícola e milho e sorgo na
safrinha agrícola. Já a unidade de Guaíra, possui capacidade estática de armazenagem
de 70.000 toneladas de grãos, armazenando soja e milho na safra agrícola e milho e
sorgo na safrinha agrícola. Estas unidades armazenadoras possuem uma capacidade
estática de secagem de 120 t h
-1
e 140 t h
-1
, respectivamente.
4.4.1. Cogeração em unidades armazenadoras utilizando lenha e seus resíduos
Avaliação da venda de energia nos diversos cenários de venda de energia elétrica
no mercado atacadista
Foram feitas simulações de cálculo de um sistema de cogeração, em que houve
variação no preço da energia elétrica e seu impacto na implantação do sistema. Os
dados das faturas de energia elétrica em estudo foram: (i) a modalidade da tarifa
estudada; (ii) a tarifa praticada e o valor faturado mensal da energia nos horários de
ponta e fora de ponta e a tarifa praticada, além do valor faturado mensal de demanda
única; e (iii) a demanda contratada junto à concessionária de energia elétrica. Os valores
da tarifas, adotadas na simulação, são as tarifas vigentes em dezembro de 2002 da
230
concessionária de energia elétrica da Eletropaulo, assim como os valores de energia do
mercado atacadista em dezembro de 2002.
Estudo da importância da integração do ciclo de produção da lenha visando a
cogeração
Foram consideradas as seguintes possibilidades, em relação ao suprimento de
combustível lenha para a cogeração: (i) compra de combustível; (ii) produção própria; e
(iii) misto das opções anteriores.
Para efeito da instalação de um sistema de cogeração em uma unidade
armazenadora de grãos, que já utiliza lenha normalmente no processo de secagem,
durante o período de safra e safrinha, o que corresponde a cerca de 6 meses de
utilização de lenha, considerou-se que: (i) se a unidade armazenadora for produtora de
lenha, não haverá gastos adicionais com lenha; e (ii) caso contrário, haverá necessidade
da compra de lenha para a geração de energia térmica durante um período médio de
180 dias, caso a unidade armazenadora não fosse produtora de lenha.
Tanto o ônus relativo à compra da área para plantio, 903 hectares, cujo valor
estimado foi de R$ 903.000,00, quanto o bônus, ou ganho líquido de R$ 522,58 ha
-1
de
reflorestamento, no período de 12 anos a partir da implantação da cultura, foram
considerados na análise. A receita líquida de R$ 522,58 ha
-1
de reflorestamento,
considera todas as etapas e custos de produção do plantio a comercialização do
eucalipto.
Considerou-se que a lenha, a ser utilizada na cogeração, seria aquela a ser
utilizada no processo de secagem.
4.4.2. Geração distribuída em unidades armazenadoras
Foram coletados dados da lenha, faturas de energia elétrica, sendo também
obtido o contrato de demanda entre a unidade armazenadora e a concessionária de
energia elétrica. Coletou-se a lenha nas leiras de estocagem da unidade armazenadora e,
posteriormente, foram determinados seu poder calorífico, massa específica e teor de
água.
Foram estudados os dados históricos de consumo e demanda tanto no período de
ponta quanto no horário fora de ponta, registrados durante 12 meses no ano de 2002.
231
Foram ainda estudados também o atual contrato de fornecimento de energia elétrica e as
implicações decorrentes, como demandas de contrato e categoria tarifária.
De posse dos valores de consumo de lenha no sistema de secagem, de
rendimento de conversão da energia térmica em energia elétrica por meio da turbina e
do gerador de corrente alternada, procedeu-se à estimativa da geração de energia
elétrica e calor residual, baseando-se no consumo dos dois secadores do tipo torre de
fluxos mistos cuja capacidade de secagem é 60 t h
-1
.
Estudou-se o impacto do sistema elétrico de interligação na viabilidade do
investimento, incluindo: (i) custo da interligação; (ii) vantagens da interligação na
possibilidade de venda de energia à rede da concessionária de energia elétrica; e
(iii) custo máximo de produção, que viabiliza o investimento.
232
4.5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.5.1. Cogeração em unidades armazenadoras utilizando lenha e seus resíduos
Cogeração
No Quadro 4.3, são apresentados os dados de entrada para análise da viabilidade
técnica da implantação de um sistema de cogeração.
Quadro 4.3. Dados para a análise técnica da cogeração em unidade armazenadora
Secador Unidade Quantidade
Tempo de operação na safra dias 120
Tempo de operação na safrinha dias 60
Capacidade dos secadores t h
-1
60
Número de secadores und 2
Horas de funcionamento h dia
-1
24
Temperatura de secagem °C 100
Demanda de energia elétrica de cada secador kW 77,9
Produto - milho
Teor inicial de água %.b.u. 20
Teor final de água %.b.u. 13
Fornalha
Eficiência da fornalha % 35
Consumo de lenha da fornalha m³ h
-1
1,40
Lenha
Poder calorífico inferior da lenha kJ kg
-1
17616,3
Teor de água da lenha %.b.u. 24
Massa específica da lenha kg m
-3
450
Gasto energético - energia elétrica
Demanda máxima na safra kW 311
Gerador de energia elétrica
Eficiência do gerador de energia elétrica % 10
233
O Quadro 4.3 apresenta os dados de entrada para análise da viabilidade técnica
de implantação de um sistema de cogeração, utilizando-se uma caldeira e uma turbina a
vapor, com geração de energia elétrica e calor de rejeito para o processo de secagem,
em substituição a geração de calor por meio da fornalha.
O Quadro 4.4 mostra a energia produzida pela queima da lenha no sistema de
cogeração.
Quadro 4.4. Energia produzida pela queima da lenha, no sistema de cogeração
Potencial de cogeração (2 secadores)
Demanda de energia elétrica máxima em Ituverava (mensal) kW 215,80
Demanda de energia elétrica máxima em Ituverava (12 meses) kW 2589,60
Energia elétrica máxima na safra + safrinha (180 dias) kWh 932.254, 60
Energia elétrica máxima disponível o ano todo (360 dias) kWh 1.864.509,19
De acordo com o exposto, a demanda disponível seria de aproximadamente
216 kW a produção de energia no sistema de cogeração com a utilização horária de
2,8 m
3
de lenha nos 2 secadores. Desta forma, a potência anual disponibilizada seria
superior à demanda atual da unidade armazenadora. O consumo, considerando-se
somente a geração na safra e fora de safra (180 dias).
O Quadro 4.5 apresenta os custos, consumo e demanda de energia elétrica da
unidade armazenadora de Ituverava para as faturas de energia elétrica do ano de 2002.
Quadro 4.5. Custos, consumo e demanda de energia elétrica no ano de 2002
Total da demanda e consumo no
horário de ponta e fora de ponta
Gasto anual com energia elétrica no ano 2002
Consumo Consumo Demanda
Fora de Ponta Ponta
Demanda
Ponta Fora de Ponta
kW kWh kWh R$ R$ R$
Janeiro
73 9954 686 2.310,04 408,81 560,09
Fevereiro
154 13914 905 2.335,80 545,37 791,71
Março
311 77022 6735 2.335,80 4.058,65 4.382,55
Abril
278 62766 3646 2.481,51 2.332,34 3.790,94
Maio
153 27756 1348 2.607,80 920,72 1.992,60
Junho
148 36810 1217 2.607,80 831,25 2.642,59
Julho
220 26118 797 2.607,80 544,37 1.875,01
Agosto
255 33570 1133 2.607,80 773,87 2.409,99
Setembro
185 16542 845 2.607,80 577,16 1.187,55
Outubro
99 8046 708 2.607,80 483,59 577,62
Novembro
49 5580 654 2.607,80 446,70 400,59
Dezembro
36 4914 508 2.607,80 341,29 311,70
Total ( ano
-1
)
322992 19182 30.325,55 12.264,12 20.922,94
Total (R$ ano
-1
)
63.512,61
234
O Quadro 4.6 apresenta o preço médio da demanda e do consumo de energia
elétrica para a unidade armazenadora de Ituverava, para a modalidade de tarifa horo-
sazonal verde.
Quadro 4.6. Preço médio da energia elétrica para a unidade armazenadora de Ituverava,
no ano 2002 e no ano 2005
Preços praticados no ano de 2002
Preço do kW de demanda médio (R$ kW
-1
) 7,43
Preço do kWh de consumo no horário de ponta (R$ kWh
-1
) 0,639
Preço do kWh de consumo no horário fora de ponta (R$ kWh
-1
) 0,065
Preços praticados no ano de 07/2005
Preço do kW de demanda médio (R$ kW
-1
) 8,70
Preço do kWh de consumo no horário de ponta (R$ kWh
-1
) 0,792
Preço do kWh de consumo no horário fora de ponta (R$ kWh
-1
) 0,139
Percentual do gasto com consumo no horário de ponta em relação ao
consumo fora de ponta
59%
Fonte: CPFL (2005)
No Quadro 4.7, é apresentado o ganho com a economia do gasto com energia
elétrica anual e a venda da energia elétrica excedente, gerada na unidade armazenadora
de Ituverava, com as tarifas praticadas na modalidade de tarifa horo- sazonal verde, nos
valores praticados no ano 2005, para os consumidores livres (CEMIG, 2005).
Quadro 4.7. Ganho com a venda de excedentes da geração de energia
Ganhos com a cogeração
Considerando geração só na safra e safrinha (180 dias)
Ganho pela venda do excedente no horário de ponta (R$/ano) R$ 15.192,14
Ganho pela venda do excedente no horário fora de ponta (R$/ano) R$ 82.021,20
Ganho pela economia da demanda (R$/ano) R$ 17.748,00
Total R$ 114.961,35
Considerando geração no ano todo (360 dias)
Ganho pela venda do excedente no horário de ponta (R$/ano) R$ 15.192,14
Ganho pela venda do excedente no horário fora de ponta (R$/ano) R$ 211.604,59
Ganho pela economia da demanda (R$/ano) R$ 35.496,00
Total R$ 262.292,74
De acordo com o Quadro 4.7, para o período de safra e safrinha, a possibilidade
de ganho com um sistema de cogeração seria de R$ 114.961,35 ao ano. Este valor
refere-se à venda do excedente máximo de geração de energia elétrica, cujo sistema
funcionaria durante um período de 180 dias, por ano, e 24 h por dia e da economia
235
gerada pela economia da demanda anual da unidade armazenadora que deixaria de ser
paga mensalmente. Considerando-se o ano inteiro este valor seria de R$ 262.292,74.
O Quadro 4.8 apresenta o investimento inicial, necessário à implantação do
sistema de cogeração para a produção de 215 kW de potência, não considerando o
ganho devido à geração de calor residual, que será utilizado na secagem.
Quadro 4.8. Investimento inicial necessário à implantação do sistema de cogeração
Investimento no sistema de cogeração (US$ kW
-1
) 1.000,00
Total para geração de 215 kW (2,45 R$ US$
-1
) 526.750,00
Para efeito de simulação, foi considerado o investimento de 1.000,00 US$ kW
-1
de demanda gerada no sistema de cogeração à lenha, utilizando-se uma turbina, sendo
que a eficiência global da geração de energia elétrica seria de 10%. Desta forma, o valor
do investimento, adicionando-se o valor da manutenção, seria de R$ 526.750,00
(Câmbio do dia 1 US$ = R$ 2,45).
4.5.2. Geração distribuída em unidades armazenadoras
Na análise econômica de vida útil para o sistema proposto, deve-se considerar:
(i) capacidade de investimento da unidade armazenadora; (ii) adoção ou não de uma
floresta energética integrada ao ciclo de produção na cogeração; (iii) garantia de preço
em condições aceitáveis para venda desta energia no mercado; (iv) variação e previsão
do aumento nos gastos com energia elétrica e petróleo; (v) independência total ou
parcial da necessidade de utilização dos serviços das concessionárias de energia elétrica;
(vi) diversificação dos serviços oferecidos – venda de energia elétrica à concessionária
e, ou ao mercado livre; (vii) preço da interligação da unidade armazenadora à linha de
transmissão da concessionária de energia elétrica; (viii) definição do período do ano
para produção de energia; e (ix) aquisição de mão de obra qualificada e treinamento dos
funcionários.
O Quadro 4.9 apresenta os dados de entrada para análise de vida útil do sistema
proposto. Nesta, simulação considerou-se: (i) o gasto total com demanda no ano, será
anulado com a adoção da cogeração; (ii) o gasto com lenha, durante a safra e safrinha,
no sistema de cogeração será nulo, pois seria utilizada a lenha já usada no sistema
convencional; (iii) o gasto com lenha, considerando-se a geração durante o ano todo,
236
corresponderia a 50% do valor total, pois, na safra e na safrinha, a lenha já seria
utilizada no sistema convencional; e (iv) o gasto com lenha, considerando-se a opção da
criação de uma floresta energética própria, seria nulo, tanto com a geração de energia
elétrica na safra e safrinha como na opção de ano inteiro.
Quadro 4.9. Dados de entrada para a análise econômica de vida útil
Taxa de juros (%) 12
Vida útil (ano) 20
Preço do kW de demanda médio (R$ kW
-1
) – 07/2005 8,70
Preço de demanda pago à concessionária, após a interligação
(R$ kW-1)
26,10
Valor total gasto com a demanda, após a interligação (R$ ano
-1
) 67.588,46
Preço do kWh de consumo no horário de ponta (R$ kWh
-1
) – 07/2005 0,792
Preço do kWh de consumo no horário fora de ponta (R$ kWh
-1
) –
07/2005
0,139
Investimento no sistema de cogeração (US$ kW
-1
) 1.000,00
Total para geração de 215 kW (taxa de câmbio = 2,45 R$/1 US$) 526.750,00
Produção de lenha integrada ao sistema de cogeração própria - Ganho
líquido com a produção de lenha (R$ ha
-1
de lenha ano
-1
)
522,58
Área necessária para produção de lenha (ha) 903
Ganho líquido anual com a lenha produzida 471.890,49
Preço da terra (R$ ha
-1
) 1.000,00
Custo da terra (R$) 903.000,00
Custo de oportunidade da terra - do 1 ao 11º ano 150.000,00
Custo de oportunidade da terra no 12º ano 48.096,33
Custo das mudas 200.000,00
Preço da lenha (R$ m
-3
) 35,00
Consumo de lenha no sistema de cogeração (m
3
h
-1
) 2,80
Gasto com lenha (R$ ano
-1
) – sem produção própria 790.272,00
Preço da turbina, gerador e acessórios (R$) e manutenção 526.750,00
Considerando-se geração só na safra e safrinha
Ganho pela venda do excedente no horário de ponta (R$ ano
-1
) 15.192,14
Ganho pela venda do excedente no horário fora de ponta (R$ ano
-1
) 82.021,20
Ganho pela economia da demanda (R$ ano
-1
) 17.748,00
Considerando-se geração no ano todo
Ganho pela venda do excedente no horário de ponta (R$ ano
-1
) 15.192,14
Ganho pela venda do excedente no horário fora de ponta (R$ ano
-1
) 211.604,59
Ganho pela economia da demanda (R$ ano
-1
) 35.496,00
Preço de interligação a rede da concessionária de energia elétrica 200.000,00
O Quadro 4.10 apresenta os resultados da análise econômica de vida útil, para as
opções em estudo.
237
Quadro 4.10. Análise de vida útil para o sistema proposto, considerando-se a adoção de
floresta energética própria e a compra da lenha
Índices
econômicos
Floresta própria Sem floresta própria - com compra de lenha
Geração na safra
e fora de safra
Geração no ano
inteiro
Geração na safra e
fora de safra
Geração no ano
inteiro
VPL (R$) R$ 754.969,83 R$ 1.855.453,33 (R$ 1.848.623,92) (R$ 2.223.863,45)
TIR (%) 24% 44% - -
TRC (ano) 4,4 anos 2,4 anos - -
De acordo com o Quadro 4.10, a melhor opção de investimento é a geração de
energia elétrica com a opção de geração durante o ano todo com a adoção de uma
floresta própria para geração de energia térmica. Nesta simulação, foi considerado o
investimento para a implantação e manejo de uma plantação de eucalipto. Nesta
situação, o valor presente líquido (VPL) do investimento seria de R$ 1.855.453,33, ao
final de 20 anos; Taxa interna de retorno (TIR) de 44%, bem maior que a taxa de juros
adotada (12%); e Tempo de retorno de capital (TRC) de 2,4 anos, que é bem inferior à
vida útil do projeto (20 anos).
O Quadro 4.11 mostra a mesma análise econômica, modificando apenas o valor
da tarifa paga pela venda do excedente e da demanda, que deixaria de ser paga à
concessionária de energia elétrica; portanto, o valor da tarifa seria 25% menor que no
caso anterior.
Quadro 4.11. Análise de vida útil para o sistema proposto, considerando-se uma redução
da tarifa de energia elétrica em 25% no preço adotado
Índices
econômicos
Geração na safra e
safrinha
(180 dias ano
-1
)
Geração no ano
inteiro
(360 dias ano
-1
)
Geração na safra e
safrinha
(180 dias ano
-1
)
Geração no ano
inteiro
(360 dias ano
-1
)
Floresta própria Sem floresta própria (compra de lenha)
VPL (R$) R$ 666.507,55 R$ 1.491.870,17 (R$ 1.937.086,20) (R$ 2.587.446,61)
TIR (%) 23% 37% - -
TRC (ano) 4,7 anos 2,8 anos Não retornável Não retornável
Nesta simulação, observou-se que a melhor opção de investimento continuaria
sendo a opção de geração de energia elétrica, durante o ano todo, com a adoção da
floresta própria com VPL de R$ 1.491.870,17, TIR de 37% e TRC de 2,8 anos.
Embora várias opções de simulação poderiam ser apresentas, a importância deste
trabalho é, basicamente, mostrar a possibilidade de implantação de um sistema de
cogeração em unidades armazenadoras, considerando que, na realidade, as unidades
238
armazenadoras utilizam lenha no processo de secagem. Desta forma, o sistema
tradicional de utilização de energia elétrica da concessionária de energia elétrica e
lenha, em uma fornalha, poderia ser substituído por um sistema de cogeração com
caldeira, turbina, gerador, conversor corrente contínua – corrente alternada e um sistema
de interligação à rede da concessionária de energia elétrica.
A energia excedente, produzida no processo de cogeração, poderia ser vendida
para consumidores livres, para a concessionária e, quando possível, descontada em
outras faturas de energia elétrica de outras unidades armazenadoras da Cooperativa dos
Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), pois, esta possui mais de 20 unidades
armazenadoras.
239
4.6. CONCLUSÃO
As principais conclusões desse trabalho são apresentadas a seguir.
Avaliação da venda de energia nos diversos cenários de venda de energia elétrica
no mercado atacadista
-
O preço da energia pago na venda da energia excedente, no sistema de
cogeração, tem influência direta na tomada de decisão quanto à implantação de
um sistema de cogeração.
-
A lucratividade do investimento caiu cerca de 20%, com a redução de 25% no
preço das tarifas de energia elétrica.
Importância da integração do ciclo de produção da lenha visando à cogeração
- A geração de energia elétrica com a produção própria de lenha foi decisiva na
lucratividade do projeto de cogeração.
-
Considerando-se a opção em que houve simulação envolvendo a produção de
energia elétrica no ano inteiro (360 dias), a lucratividade decorrente da adoção
de produção de lenha própria considerando os custos de implantação da floresta
energética, foi cerca de 59%, em comparação com a opção de cogeração durante
a safra e safrinha (180) dias.
240
Estudo da geração distribuída e a opção de interligação a rede de energia elétrica
das concessionárias de energia elétrica
- A opção da interligação à rede de energia elétrica favorece a implantação de um
sistema de cogeração, porque possibilita à unidade armazenadora vender o
excedente da geração de energia elétrica, a concessionária de energia elétrica ou
preferencialmente, a um consumidor livre.
-
Diversificação dos produtos da empresa, pois, passa a vender lenha, calor e
energia elétrica.
Avaliação do potencial de geração de energia elétrica de algumas unidades
armazenadoras da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL)
- O potencial de geração de energia elétrica da unidade armazenadora de Ituverava
foi de 215 kW, para as condições de estudo.
-
A lucratividade da melhor opção atingiu valor presente líquido (VPL) do
investimento de R$ 1.855.453,33 ao final de 20 anos; taxa interna de retorno
(TIR) de 44%, bem maior que a taxa de juros adotada (12%); e tempo de retorno
de capital (TRC) de 2,4 anos, que é bem inferior a vida útil do projeto (20 anos).
-
Adotando-se a cogeração, além da lucratividade com a venda de energia elétrica,
existe ainda o vapor de rejeito, que pode ser utilizado na secagem dos grãos.
-
Independência total ou parcial da unidade do insumo energia elétrica, que não
fica sujeita à variação direta nos custos de energia elétrica.
241
4.7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRASIL. Ministério das Minas e Energia (MME).
Balanço energético nacional.
Brasília. 2004. 169 p.
COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINAS GERAIS (CEMIG).
Tarifas horo-sazonais
- manual de orientação ao consumidor. Rio de Janeiro: CEMIG, 1998. 23 p.
COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINAS GERAIS (CEMIG).
Tarifas para o
fornecimento de energia elétrica. http://www.cemig.com.br - data da consulta:
15/07/2005.
CORRÊA NETO, V.
Análise de viabilidade da cogeração de energia elétrica em
ciclo combinado com gaseificação de biomassa de cana-de-açúcar e gás natural
.
Rio de Janeiro, RJ: UFRJ, COPPE/UFRJ, 2001. 194 p. Dissertação (Mestrado em
Planejamento Energético) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2001.
COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ (CPFL).
Tarifas para o fornecimento
de energia elétrica. http://agencia.cpfl.com.br/portal-servicos/paulista/taxas_tarifas.asp
– data da consulta: 15/07/2005.
FRIZZONE, J. A., SILVEIRA, S. de F. R. Avaliação e custos de projetos de irrigação
.
In: Iº SEMINÁRIO ENERGIA NA AGRICULTURA - CEMIG, Uberaba: 2000.
Anais... s.n. v1, 1-87 p.
JANNUZZI, G. M.; SWISHER, J. N. P.
Planejamento integrado dos recursos
energéticos: meio ambiente, conservação de energia e fontes renováveis. 1. ed.
Campinas, SP: Autores Associados, 1997. 246p.
242
INSTITUTO NACIONAL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA (INEE
). Geração
distribuída (GD) http://www.inee.org.br/forum_ger_distrib.asp?Cat=forum – data da
consulta: 17/07/2005.
LAPPONI, J. C. (ed
.), Avaliação de projetos e investimento: modelos em Excel. São
Paulo: Lapponi Treinamento e Editora Ltda, 1996. 264 p.
NÚCLEO DE ENERGIAS ALTERNATIVAS (NEA).
Energia alternativa.
Universidade Federal do Maranhão (UFMA) - http://www.nea.ufma.br/fae.php - data da
consulta: 17/07/2005.
PINHEIRO, S. F.
Conservação de energia elétrica: recurso energético planificado.
In: CONGRESSO BRASILEIRO DE PLANEJAMENTO ENERGÉTICO, 1, 1986. Rio
de Janeiro.
Anais... Rio de Janeiro: v.l. 3, p. 95-108.
243
Capítulo 5. ANÁLISE TÉCNICA E ENERGÉTICA DA
LEGISLAÇÃO QUE REGULAMENTA A
COMERCIALIZAÇÃO E QUALIDADE DE PRODUTOS
AGRÍCOLAS NO BRASIL
RESUMO
No Brasil, as leis de comercialização e qualidade de produtos vegetais
contemplam a organização das relações de compra e venda no mercado. Assim, vários
procedimentos legais e parâmetros intrínsecos à operação de armazenamento foram
predefinidos, baseando-se critérios técnicos e, em muitos casos, não levando em
consideração o uso racional da energia. A Portaria nº 262, no item referente à
determinação do teor de água, permitia o uso de estufa ou equipamentos, que
proporcionassem um resultado similar ao da estufa para o produto soja. A Instrução
Normativa nº 002 de 05 de março de 2001, no item determinação do teor de água,
proibiu a utilização do aparelho de determinação do teor de água Universal, impondo a
adoção de um equipamento que não possibilitasse a interferência humana na
determinação do teor de água. Infelizmente, a Instrução Normativa nº 07 de 10 de
setembro de 2002 (lei vigente) foi retrógrada, retirando a proibição da utilização do
aparelho de determinação do teor de água Universal, que possui vulnerabilidade à
fraude humana na determinação do teor de água e voltou a aceitar a determinação do
244
teor de água com o uso da estufa ou um equipamento que fornecesse um resultado
similar ao da estufa. Em todas as Instruções Normativas, a qualidade do produto é
sempre exigida. O objetivo deste trabalho foi iniciar a discussão sobre a modificação da
lei e discutir a relação desta lei com programas de racionalização de energia. Os
problemas de vulnerabilidade à fraude, na determinação do teor de água do produto,
podem ocasionar além de prejuízo, falta de credibilidade nas operações de
comercialização de grãos. As Instruções Normativas permitem o acréscimo de
impurezas, grãos não classificáveis em limites percentuais predeterminados por lei. Na
prática, essas situações levam a um consumo adicional de energia devido a mecanismos
que transformam tanto o teor de água do produto, quanto a impureza dele em produto
vendido a preço de produto agrícola, o que é permitido pela legislação, porém, em
termos de conservação de energia, é inadmissível e eticamente imoral. O sistema de
transporte de grãos em carretas ou vagões pode ser otimizado, aumentando-se a
capacidade de transporte devido ao fato do produto estar com um teor de água superior
a que ele precisaria estar para mantê-lo conservado, ou seja, estaria transportando-se
“água”, que está embutido no teor de água dos grãos. No presente trabalho, pode-se
concluir que a Instrução Normativa nº 002 de março de 2001, deveria, novamente
vigorar. Caso a comercialização de produtos vegetais fosse feita em base seca o gasto
adicional de energéticos seria diminuído no País, devido ao não reumedecimento dos
produtos nas diversas cadeias produtivas do setor agroindustrial. Na análise da relação
entre a inclusão de impurezas em cascata nos grãos, na comercialização dos produtos de
origem vegetal e o gasto adicional de energéticos ao País, chegou-se a conclusão, dentre
outras, que se a operação de limpeza das máquinas colhedoras fosse melhor executada
no ato da colheita das culturas, o problema estaria quase completamente resolvido. Na
avaliação da qualidade do produto, devido à mistura de grãos sadios com grãos que não
são classificáveis, concluiu-se que é preciso evitar a mistura de produtos sadios com
produtos não-classificáveis devido à possibilidade de contaminação da massa de grãos.
A modificação da legislação vigente levará à correção das possíveis distorções da lei e
proporcionará a conservação e utilização racional de energia, promovendo, também, a
justiça na comercialização de produtos agrícolas.
PALAVRAS-CHAVE: comercialização de grãos no Brasil, teor de água de grãos,
equipamentos para determinação do teor de água, qualidade
dos grãos, racionalização de energia.
245
5.1. INTRODUÇÃO
De acordo com Brasil (2005), o agronegócio foi responsável por 33% do
Produto Interno Bruto (PIB) brasileiro (US$ 180,2 bilhões em 2004), 42% das
exportações totais e 37% dos empregos brasileiros. O Brasil é um dos líderes mundiais
em produção e exportação de vários produtos agropecuários. É o primeiro produtor e
exportador de café, açúcar, álcool e suco de frutas e, ainda, lidera o mercado de vendas
externas de soja, carne bovina, carne de frango, tabaco, couro e calçados de couro. As
projeções indicam que, em pouco tempo, o país será o principal pólo mundial de
produção de algodão e biocombustíveis, obtidos a partir da cana-de-açúcar e óleos
vegetais. Produtos como milho, arroz, frutas frescas, cacau, castanhas, nozes, além de
suínos e pescados, são destaques no agronegócio brasileiro, que emprega atualmente
cerca de 17,7 milhões de trabalhadores, somente, no campo.
Para melhoria de toda a cadeia de produção e comercialização desses produtos
agrícolas existem, direta ou indiretamente, vários fatores que podem contribuir, ainda
mais, para a continuidade do bom desempenho do agronegócio brasileiro, tais como:
(i) melhoria do manejo e conservação dos solos; (ii) melhoria genética das sementes;
(iii) regulagem de máquinas no plantio e colheita; (iv) adoção de irrigação e manejo de
irrigação; (v) diminuição das perdas de campo e de transporte da safra; (vi) diminuição
das perdas nas unidades armazenadoras; (vii) utilização de equipamentos modernos na
comercialização dos produtos agrícolas; e (viii) aperfeiçoamento da legislação, que
regulamenta a comercialização, armazenamento e o pré-processamento de produtos
246
agrícolas do Brasil. Entre estes parâmetros, dois serão abordados: a correta utilização de
equipamentos de determinação do teor de água e a qualidade dos produtos agrícolas.
De acordo com a Portaria nº 262, de 23 de Novembro de 1983 (Apêndice B),
existe um padrão, classificação e forma de se comercializar soja no Brasil. Esses
parâmetros servem para uniformizar a comercialização da soja no Brasil, o que deveria
ser seguido por todos os órgãos que comercializam grãos no Brasil (BRASIL, 2005).
Esta portaria define e tipifica: (i) o que é soja; (ii) seu teor de água; (iii) matérias
estranhas e, ou impurezas; (iv) grãos de soja avariados (ardidos, brotados, imaturos,
chochos, mofados e danificados); (v) grãos quebrados; e (vi) esverdeados.
A norma de classificação define os limites, no sentido de determinar a qualidade
da soja em grãos para a comercialização referente ao teor de água, grãos quebrados,
impurezas e, ou matérias estranhas, grãos avariados, grãos esverdeados e itens de
desclassificação dos grãos de soja, tais como a presença de bagas de mamona ou outras
sementes venenosas.
A norma de amostragem indica como deverá ser feita e formada a amostra dos
grãos de soja comercializada a granel e ensacada.
Na norma de determinação do teor de água a Portaria nº 262 (Apêndice B)
contém detalhes do método a ser utilizado na determinação do teor de água dos grãos de
soja, tais como: (i) a amostra isenta de matérias estranhas e, ou impurezas; e (ii) a
determinação do teor de água deverá ser feita em estufa de ar até peso constante, de
acordo com os métodos oficializados pelo Ministério da Agricultura conforme
Portaria nº 234 de 04 de agosto de 1980, ou aparelhos que proporcionem resultados
equivalentes (BRASIL, 2005).
Quanto à norma de comercialização de produtos agrícolas, sabe-se que a
utilização de alguns equipamentos para determinação do teor de água de produtos
agrícolas é inadmissível, não por problemas técnicos graves do equipamento, mas
devido à falta de segurança e à possibilidade de fraude, durante a utilização desses
equipamentos. Desta forma, liberar a escolha de um equipamento para determinação do
teor de água em relação o método padrão de estufa, é um ato de irresponsabilidade na
Portaria nº 262, pois “aparelhos que dêem resultados equivalentes ao da estufa” não
especifica parâmetros para alocação desses equipamentos e possibilita a utilização de
equipamentos, que podem fornecer resultados semelhantes aos da estufa, mas, na
prática, podem fornecer resultados bem diferentes aos da estufa, não por erro mecânico
do equipamento, mas, pela vulnerabilidade à fraude na manipulação humana desses
247
equipamentos. Desta forma, a especificação de equipamentos para determinação do teor
de água deveria ser mais restrita no sentido de estabelecer parâmetros, tais como: (i)
tipo da leitura no equipamento - digital; (ii) apresentação da faixa de trabalho do
equipamento; (iii) se o mesmo precisa de correção de temperatura ou não; e (iv)
princípio de funcionamento baseado nas propriedades capacitivas ou resistivas dos
produtos, e outros.
A Instrução Normativa nº 002 de março de 2001 (Apêndice C) suprimiu as
falhas da escolha dos equipamentos para determinação do teor de água que deveriam ser
utilizados na comercialização de produtos vegetais no Brasil. Esta Instrução Normativa
aplicava-se aos seguintes produtos agrícolas: (i) algodão em caroço; (ii) algodão em
pluma; (iii) alho; (iv) amendoim; (v) arroz; (vi) batata; (vii) canjica de milho;
(viii) caroço de algodão; (ix) castanha do Brasil; (x) cebola; (xi) cevada industrial;
(xii) ervilha; (xiii) farelo de soja; (xiv) farinha de mandioca; (xv) feijão; (xvi) kiwi;
(xvii) lentilha; (xviii) maçã; (xix) milho; (xx) óleo de soja; (xxi) soja; (xxii) tomate; e
(xxiii) trigo.
No entanto, outros produtos de grande importância na produção nacional, tais
como o amendoim, arroz, canjica de milho, caroço de algodão, cevada industrial,
ervilha, feijão, lentilha, milho, soja e trigo estavam sujeitos à determinação do teor de
água em equipamentos, onde havia possibilidade de se fraudar a operação facilmente. A
Instrução cita, claramente, dois medidores de teor de água, ambos da empresa
GEHAKA, que antes era a única empresa fabricante do equipamento, cujo uso era
obrigatório por lei, na determinação do teor de água da castanha-do-pará do Brasil,
sendo o outro o determinador Universal, que deveria ser substituído por um
equipamento com as seguintes características técnicas: “determinador de teor de água
cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades dielétricas do grão, leitura digital,
com pesagem automática de amostra, com compensação automática de temperatura e
teor de água, painel alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução
automática de autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática.
Admite-se, por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a
utilização do determinador de teor de água universal”.
Infelizmente, a Instrução Normativa nº 002 de março de 2001 (Apêndice C) foi
substituída pela Instrução Normativa nº 7 de 10 de setembro de 2002 (Apêndice D),
atualmente em vigência. Esta Instrução Normativa permitiu que, na determinação do
teor de água dos produtos vegetais, fosse utilizada a “Estufa ou outro aparelho que dê
248
resultado similar”. Os produtos atingidos por esta Instrução Normativa são: (i)
amendoim; (ii) arroz; (iii) canjica de milho; (iv) caroço de algodão; (v) castanha do
Brasil; (vi) cevada industrial; (vii) ervilha; (viii) feijão; (ix) lentilha; (x) milho; (xi) soja;
(xii) trigo; (xiii) mamona; e (xiv) sorgo. Desta forma, a utilização do determinador do
teor de água Universal continua difundida na comercialização de grão no Brasil, devido
sua fácil operação, repetibilidade, precisão e, principalmente, vulnerabilidade a fraude.
Um problema técnico na determinação do teor de água é a utilização incorreta do
medidor do teor de água Universal, nas unidades armazenadoras. De acordo com
Bakker-Arkema et al. (1978), a faixa recomendada para utilização deste medidor é de
11 a 16% b.u., pois, é nesta faixa de teor de água que existe uma relação
aproximadamente linear entre a resistividade elétrica e teor de água dos grãos. É
importante lembrar que, no início da safra, grãos como o milho, por exemplo, podem
chegar à unidade armazenadora com teor de água maior que 20% b.u., sendo que esta
faixa de teor de água pode estar apresentando uma parcela significativa de toda a safra
de milho.
Uma alternativa para verificação deste problema consiste em utilizar
equipamentos de medição direta como, por exemplo, o EDABO, que é simples e barato.
Seu princípio de funcionamento baseia-se na evaporação da água dos grãos imersos em
óleo. Tanto a temperatura e volume de óleo quanto a altura da fonte de calor devem ser
controlados (SILVA, 2000). Infelizmente, a determinação do teor de água com este
equipamento requer de 15 a 30 minutos, sendo então o mesmo indicado para verificação
da calibração de equipamentos.
A recepção dos grãos é uma das etapas mais importantes no sistema de
armazenagem, pois, é nesta ocasião que se pode observar a qualidade inicial dos grãos,
que chegaram da lavoura para o pré-processamento e posterior armazenamento
(FONSECA, 2000).
Todas as Normas ou Instruções Normativas citadas, anteriormente, são unânimes
em relação à qualidade do produto, quanto à avaliação de infecção por fungos ou
qualquer outro pátogeno. Entretanto, não é prática rotineira a utilização de análises
fitopatológicas para identificação dos patógenos de campo e de armazenamento
(GASGA, 1997). Com o conhecimento desses patógenos, seria possível controlar várias
fontes de contaminação da massa de grãos no processo de armazenamento, tais como as
amostras de contraprova da operação de classificação de grãos em algumas unidades
armazenadoras, que são misturadas, posteriormente, a massa de grãos sadios.
249
5.2. OBJETIVO
Neste trabalho, avaliou-se a proposição da modificação na legislação de
comercialização de grãos de produtos vegetais vigente no Brasil, visando atingir,
especificamente, as seguintes metas:
Racionalizar o uso de energia elétrica; e
Apresentar estudo de casos: Análise das unidades armazenadoras de Guaíra e
Ituverava da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL).
250
5.3. MATERIAL E MÉTODOS
Foram analisados a legislação que regulamenta a comercialização e qualidade de
produtos agrícolas no Brasil entre os quais se encontram: (i) Portaria nº 234 de 04 de
agosto de 1980; (ii) Portaria nº 262, de 23 de Novembro de 1983; (iii) Instrução
Normativa nº 002 de março de 2001; e (iv) Instrução Normativa nº 7 de 10 de setembro
de 2002.
As principais análises da legislação sobre a comercialização e qualidade dos
produtos agrícolas no Brasil foram: (1) Proposição de modificação na legislação
brasileira de comercialização de grãos: (i) adoção da Instrução Normativa nº 002 de
março de 2001; (ii) análise da relação entre a comercialização de produtos vegetais em
base seca e o gasto adicional de energéticos no Brasil; (iii) análise da relação entre a
inclusão de impurezas nos grãos na comercialização dos produtos de origem vegetal e o
gasto adicional de energéticos ao País; e (2) Estudos de caso - análises técnica e
energética de duas unidades armazenadoras: avaliação da qualidade do produto devido à
mistura de grãos sadios com grãos que não são classificáveis.
Os estudos de casos foram realizados
em duas unidades armazenadoras da
Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), Estado de São Paulo,
assim como nos laboratórios de Energia e de Pré-Processamento de Produtos Vegetais,
ambos pertencentes ao Departamento de Engenharia Agrícola, assim como no
Laboratório de Fitopatologia, localizados na Universidade Federal de Viçosa. A unidade
armazenadora de Ituverava tem capacidade estática para armazenagem de 35.000
251
toneladas de grãos, armazenando soja e milho na safra agrícola e milho e sorgo na
safrinha agrícola. Já a unidade de Guaíra possui capacidade estática para armazenagem
de 70.000 toneladas de grãos, armazenando soja e milho na safra agrícola e milho e
sorgo na safrinha agrícola. Estas unidades armazenadoras possuem uma capacidade
estática de secagem de 120 t h
-1
e 140 t h
-1
, respectivamente.
5.3.1 Proposição de modificação na legislação brasileira de comercialização de
grãos
Esta proposição consta dos seguintes itens: (i) adoção da Instrução Normativa
nº 002 de março de 2001; (ii) análise da relação entre a comercialização de produtos
vegetais em base seca e o gasto adicional de energéticos no Brasil; e (iii) análise da
relação entre a inclusão de impurezas nos grãos na comercialização dos produtos de
origem vegetal e o gasto adicional de energéticos ao País.
Adoção da Instrução Normativa nº 002 de março de 2001
Gestões devem ser feitas junto às unidades armazenadoras, aos consumidores e
outros elos da cadeia de comercialização no sentido de sustentar a motivação da decisão
de revogar a vigência da Instrução Normativa nº 7 de setembro de 2002
e mostrar que a
exposição à fraude é muito grande, mediante a utilização do medidor do teor de água
Universal, com operação manual.
Outra forma de fazer vigorar a Instrução Normativa nº 002 de março de 2001
seria por meio de ação judicial, entrando, talvez, como um mandato de segurança contra
a União e provando que, com a legislação vigente, o produtor rural fica vulnerável
quanto à comercialização de sua produção.
A quantidade de água, removida durante a secagem, pode ser calculada por
i
t
f
fi
m
U-100
U-U
=Q (5.1)
em que
Q = quantidade de água a ser removida na secagem, %;
U
i
= teor inicial de água dos grãos, % b.u.;
U
f
= teor final de água dos grãos, % b.u.; e
m
ti
= massa inicial de grãos total.
252
A Equação 5.1 apresenta a quantidade de água a ser removida na secagem. Em
uma situação de fraude na comercialização dos grãos, esta equação pode ser utilizada
para o cálculo do possível prejuízo para o produtor, no ato da entrega da produção, de
cada lote à unidade armazenadora, ou a cada lote entregue pela unidade armazenadora a
uma empresa de beneficiamento de grãos.
Análise qualitativa da relação entre a comercialização de produtos vegetais em
base seca e o gasto adicional de energéticos para o País
A determinação do teor de água em base úmida seria realizada e transformada
para base seca. A partir deste instante, toda a comercialização não dependeria do teor
de água do produto, considerando-se apenas o percentual de matéria seca do produto. O
gasto adicional com energéticos está, intimamente, relacionado à possibilidade da venda
de água ao preço de produto agrícola, razão pela qual várias carretas que poderiam estar
transportando, pelo menos, 10% a mais de grãos estão transportando água, como forma
de garantia de lucro na comercialização.
Haveria um período de transição de um ano, para que toda a cadeia do
agronegócio se familiarizasse com a mudança da base de cálculos na comercialização
dos produtos agrícolas.
Considerando a matéria dos grãos, a comercialização proporcionaria a adoção de
um ágio na entrega do produto com teor de água inferior ao teor de água mínimo de
recepção das unidades armazenadoras, o que normalmente não é considerado. Desta
forma, haveria um incremento no preço de comercialização, caso o produto tivesse uma
quantidade maior ou menor de água. A relação para a comercialização do produto com
teor de água maior que o mínimo a ser entregue nas unidades armazenadoras,
consideraria a possibilidade da comercialização em reais por tonelada de matéria seca
do produto invés de reais por tonelada de produto, sendo que, para o teor de água abaixo
do valor mínimo a ser entregue nas unidades armazenadoras, haveria um ágio para a
quantidade de produto entregue.
Outra possibilidade para comercialização de grãos úmidos, limpos ou sujos
seria a comercialização de grãos em reais por tonelada de água removida ou a ser
removida do produto. A unidade armazenadora ofereceria, então, um serviço de
secagem de acordo com o teor inicial de água do produto e cobraria por este trabalho,
não impondo nenhum desconto sobre a massa de grãos entregue. Desta forma, haveria
preocupação no sentido de manter o sistema de secagem otimizado.
253
Análise qualitativa da relação entre a inclusão de impurezas em cascata nos grãos
na comercialização dos produtos de origem vegetal e o gasto adicional de
energéticos para o País
A legislação vigente permite a inclusão de um percentual predeterminado de
impurezas na massa de grãos, no momento da comercialização. Por exemplo, na
comercialização da soja, pode-se acrescentar até 1% de impurezas, 30% de grãos
quebrados, 8% de grãos avariados e 10% de grãos esverdeados, para um teor de água de
14% de acordo com a classificação oficial. As operações de limpeza e pré-limpeza,
despendem-se gastos com energia elétrica, o secador perde capacidade de secagem
quando seca impurezas e tem um gasto adicional de energia térmica.
Normalmente, as máquinas de limpeza e pré-limpeza deixam o produto com um
percentual de impurezas menor que aquele permitido pela legislação, no momento da
armazenagem, enquanto, no momento da comercialização, são adicionadas impurezas
até o nível permitido pela lei, pelas unidades armazenadoras e, ou empresas que
participam do elo de comercialização desse produto.
Uma possível solução seria a determinação da granulometria da impureza e o
cálculo da impureza, que determinada carga de grãos poderia te atendendo, assim à
comercialização de grãos e, consequentemente, não misturando, novamente, a impureza
à massa de grãos, mas, ensacando a impureza na quantidade calculada e transportando,
separadamente, da massa de grãos a granel ou, ainda, descartando esse material, pois, há
gasto de energéticos, tais como: energia elétrica, embalagens plásticas, óleo diesel, e
outros, envolvidos no transporte e beneficiamento desse material. Esta separação
evitaria tanto as operações em cascata de retirada e acréscimo de impurezas na massa de
grãos e consequentemente economia de energia, quanto a contaminação da massa de
grãos e transporte desnecessário.
Outra solução seria o ajuste do preço dos produtos à quantidade de impurezas e
grãos não classificáveis presentes na massa de grãos ou, ainda, valores mais restritivos
deste tipo de produto.
254
5.3.2. Estudos de caso - análises técnica e energética de duas unidades
armazenadoras
Avaliação da qualidade do produto devido à mistura de grãos sadios com grãos
não classificáveis
A avaliação da qualidade dos grãos foi verificada em termos da possibilidade da
mistura de grãos saudáveis com grãos não classificáveis, obtidos na contraprova da
operação de classificação e determinação do teor de água dos grãos na moega de
recepção. Essas amostras foram coletadas em duas unidades armazenadoras da
Cooperativa dos Produtores da Região de Orlândia (Ituverava e Guaíra), para análise em
laboratório.
255
5.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.4.1. Proposição de modificação na legislação brasileira de comercialização de
grãos
Em geral, a modificação na legislação de comercialização de grãos de produtos
vegetais, vigente no Brasil, traria basicamente: melhoria da qualidade do produto
comercializado, pois, seriam reduzidos os gastos com o transporte do produto,
reduzindo-se, assim, as perdas e a possível infestação de insetos, além da diminuição na
aplicação de venenos e além disso, haveria economia de energia devido à
comercialização em base seca, não haveria o reumedecimento da massa de produto a ser
comercializada pela retirada, e pelo acréscimo de impurezas nas diversas etapas da
comercialização, entre outros.
Adoção da Instrução Normativa nº 002 de março de 2001
A utilização de equipamentos, como balanças digitais, determinadores do teor de
água baseados em métodos dielétricos que são encontrados no mercado, que minimizam
a interferência externa do homem no processo traz uma maior lisura nas negociações de
comercialização. O Quadro 5.1 mostra a relação entre um erro operacional do
equipamento universal intencional, ou não, de 2,5% no teor de água e o desconto em
uma carreta de milho carregada com 30 toneladas.
256
Quadro 5.1. Relação entre um erro operacional do equipamento de 2,5% no teor de água
e o desconto em uma carreta de milho de 30 toneladas
Situação
Teor de água real
do produto (% b.u.)
Teor de água obtida
com o equipamento
universal (% b.u.)
Desconto do lote
entregue (% b.u.)
Massa de
milho (kg)
1 14,0 16,5 3,0 898,2
2 11,5 16,5 6,0 1796,4
O erro operacional do equipamento universal intencional, ou não, de 3,0% no
teor de água de uma carreta de milho de 30 toneladas poderia causar um prejuízo médio
em torno de 898,2 kg ao comercializador desses grãos. A cada 34 carretas negociadas,
mantendo-se este prejuízo uma carreta de produto seria perdida por conta da utilização
de um equipamento que é preciso, quando bem utilizado, mas é vulnerável à fraude.
Esta situação é ainda pior, quando o negociador entrega o produto com um teor de água
menor que o mínimo exigido pelo comprador ou mantenedor. Nesta situação, além de
ser descontados os 3,0% do negociador, o comprador poderá acrescentar água ao
produto, por exemplo, por meio da aeração, vendendo o produto com o teor de água de
mercado. Neste caso, o comprador ficará com o lucro sob 6,0% do produto entregue, o
que representaria 1.796,4 kg de produto em uma carreta de 30 t.
O Quadro 5.2 mostra a relação entre um erro operacional do equipamento
universal intencional, ou não, de 2,5% no teor de água e o desconto na operação de
expedição do produto armazenado para as duas unidades armazenadoras de Guaíra e
Ituverava com capacidade estática de armazenagem total de 100.000 t de grãos.
Quadro 5.2. Relação entre um erro operacional do equipamento de 2,5% no teor de água
e o desconto na operação de venda de 100.000 t de grãos
Situação
Teor de água
real do produto
(% b.u.)
Teor de água obtida
com o equipamento
universal (% b.u.)
Desconto do lote
entregue (% b.u.)
Massa de
milho (t)
1 14,0 16,5 3,0 2994
O erro operacional do equipamento universal intencional, ou não, de 3,0 % na
determinação do teor de água na quantidade total de produto armazenado nas duas
armazenadoras de Guaíra e Ituverava de 100.000 toneladas de grãos, poderia trazer um
prejuízo médio de cerca de 2994 toneladas ao comercializador dessa massa de grãos.
257
Análise qualitativa da relação entre a comercialização de produtos vegetais (grãos)
em matéria seca e o gasto adicional de energéticos para o País
Na comercialização de produtos vegetais, para efeito de venda e compra,
considera-se a quantidade de água que o produto possui. Essa comercialização é feita
considerando-se a base úmida, nos cálculos. A massa seca é invariável, sendo que a
preocupação consiste apenas em prever a quebra técnica referente à oxidação da matéria
seca dos produtos devido à respiração no processo de armazenagem. A não
consideração de se ter a quantidade de matéria seca como base para comercialização dos
produtos vegetais, como os grãos, tem levado atores do ramo da comercialização a
utilizarem vários métodos, alguns até ilícitos, outros lícitos, porém imorais, para
conseguir vantagens na comercialização. Nas unidades armazenadoras, operações como
a recepção e classificação (produto úmido e sujo) e expedição (produto seco e limpo),
pode-se constatar formas de burlar a lei devido à comercialização ocorrer em função da
quantidade de água existente no produto.
Se a comercialização fosse feita com base na quantidade de matéria seca, a única
preocupação seria manter o produto bem armazenado, evitando a perda de matéria seca,
bem como a perda devido à quebra técnica. A legislação deveria prever também quais
as unidades de pré-processamento e processamento da cadeia produtora poderiam, caso
o processo exigisse, alterar o teor de água de um produto já secado.
Análise qualitativa da relação entre a inclusão de impurezas em cascata nos grãos
na comercialização dos produtos de origem vegetal e o gasto adicional de
energéticos para o País
O Quadro 5.3 mostra a relação entre a inclusão de impurezas em cascata nos
grãos, no momento da comercialização dos produtos de origem vegetal e o gasto
adicional de energéticos para o País.
258
Quadro 5.3. Relação da inclusão de impurezas em cascata nos grãos na comercialização
dos produtos de origem vegetal e o gasto adicional de energéticos
Produto % de impurezas Capacidade de secagem / transporte
No campo
Grão úmido e sujo no campo cerca de 5%
Na unidade armazenadora
Grão úmido e limpo depois de passar na
máquina de pré-limpeza
cerca de 2,5% Gasto adicional de energia térmica
Grão seco e limpo pronto para ser
armazenado
cerca de 1% Gasto de energia elétrica
Grão seco e sujo na expedição do produto
– acréscimo de impureza
cerca de 2,5% Gasto de energia elétrica
No porto
Grão seco e sujo na expedição do produto
– acréscimo de impureza
cerca de 2,5%
Gasto adicional de combustível com
transporte terrestre de impurezas
Grão seco e limpo depois de passar na
máquina de limpeza – se for ficar
armazenado por algum tempo
cerca de 1% Gasto de energia elétrica
No navio
Grão seco e sujo na expedição do produto
– acréscimo de impureza
cerca de 1,5%
Gasto adicional de combustível com
transporte marítimo de impurezas
Em um outro porto no Brasil
Grão seco e sujo na expedição do produto
– acréscimo de impureza
cerca de 1,5% -
Grão seco e limpo depois de passar na
máquina de limpeza – se for ficar
armazenado por algum tempo
cerca de 1% Gasto de energia elétrica
Indústria de processamento – Consumidor final
Grão seco e sujo na expedição do produto
– acréscimo de impureza
cerca de 1,5%
Gasto adicional de combustível com
transporte terrestre de impurezas
Grão seco e limpo depois de passar na
máquina de limpeza
cerca de 1% Gasto de energia elétrica
No Quadro 5.3, apresenta-se um exemplo abrangendo desde a chegada dos
produtos vegetais à unidade armazenadora até o consumidor final. Observa-se que,
normalmente, é adicionada ou retiradas impurezas da massa de grãos, sendo que a
operação marcante que desencadeia este processo é a limpeza que as máquinas
colhedoras de grãos realizam no campo. Se esta operação for bem realizada, a
possibilidade de inclusão de impurezas em cascata é praticamente nula.
Em algumas unidades armazenadoras de milho, nos Estados Unidos, não há
máquinas de limpeza e pré-limpeza, sendo a operação de limpeza realizada, por
gravidade, nas tubulações aéreas dos transportadores. Os grãos já veem praticamente
limpos do campo.
Os gastos adicionais de energia elétrica são referentes ao funcionamento de
transportadores e máquinas de pré-limpeza e limpeza de produtos vegetais. O gasto de
combustíveis é referente ao gasto com óleo diesel nos transportes terrestre e marítimo.
259
Esta legislação de comercialização de grãos não está adequada a critérios de
racionalização do uso de combustíveis e conservação de energia. Atitudes como esta
levam à redução no consumo de energia, preservação de fontes naturais, aumento da
capacidade de transporte, redução na necessidade de manuseio da massa de grãos em
máquinas e transportadores, evitando, ainda, possíveis fontes de contaminação.
5.4.2. Estudos de caso - análise técnica e energética de duas unidades
armazenadoras
Avaliação da qualidade do produto devido à mistura de grãos sadios com grãos
não classificáveis
As Figuras 5.1 e 5.2 mostram os resultados de duas análises fitopatológicas,
sendo uma para milho (unidade armazenadora de Ituverava – contraprova da
amostragem na moega de recepção) e outra para soja (unidade armazenadora de Guaíra
– contra prova da amostragem na moega de recepção). Essa análise foi feita para grãos,
que não são classificáveis.
A legislação vigente permite que haja um percentual predeterminado de grãos
não classificáveis na massa de grãos sadios, durante a comercialização. Esta massa de
grãos não classificáveis é, normalmente, mais susceptível ao ataque de fungos, tal como
ocorre com grãos ardidos.
Uma possível solução seria a determinação da granulometria dos grãos não
comercializáveis e o cálculo da quantidade desses grãos não comercializáveis que
determinada carga de grãos deveria ter, atendendo à legislação de comercialização de
grãos, desse modo, não misturando estes grãos não classificáveis com a massa de grãos
sadios, mas ensacando-os na quantidade calculada e transportando-os separadamente, da
massa de grãos sadios. Esta separação evitaria a proliferação de patógenos de campo e
de armazenamento, durante a comercialização de produtos vegetais.
260
Figura 5.1. Análise fitopatológica para o produto soja.
De acordo com o resultado da análise destas amostras, em hipótese alguma esses
grãos de soja poderiam ser misturados e armazenados junto à massa de grãos sadios no
graneleiro, pois, além da contaminação dos outros grãos, poderia ainda ocorrer a
contaminação das pessoas que manusearam os grãos, bem como dificuldades técnicas
na limpeza desse lote de grãos contaminado.
A Figura 5.2 apresenta o resultado da análise fitopatológica do milho. Na análise
de milho, amendoim e outros produtos do gênero, uma grande preocupação refere-se à
formação de toxinas, entre elas a aflatoxina, que é a mais temida devido o mal que ela
faz à saúde dos seres vivos.
261
Figura 5.2. Análise fitopatológica para o produto milho.
Conforme a Figura 5.2, para o milho existe uma preocupação a mais, que é a
formação de micotoxinas. As análises mostram a formação de micotoxinas na parte
externa do grão, o que é grave e, possivelmente, com o decorrer do tempo, passaria para
o interior do milho, constituindo, assim, a consolidação da inutilidade do grão e a
possibilidade de problemas de saúde decorrentes da ingestão desses grãos. Em hipótese
262
alguma, esses grãos poderiam ser misturados e armazenados junto à massa de grãos
sadios no graneleiro, pois, além da contaminação de outros grãos, poderia haver
também a contaminação das pessoas, que manusearam esses grãos.
Devido a legislação permitir a inclusão de um percentual predeterminado de
grãos não classificáveis, abrem-se precedentes para a ocorrência de abusos em favor da
manutenção ou aumento da margem de lucro das empresas, que comercializam grãos.
Desta forma, a população como consumidor final adquire alimentos de péssima
qualidade, não sabendo realmente o que está consumindo.
263
5.5. CONCLUSÃO
As principais conclusões desse trabalho são apresentadas a seguir.
Adoção da Instrução Normativa nº 002 de março de 2001
-
Sugere-se que volte a vigorar a Instrução Normativa nº 002 de março de 2001,
que obriga que a determinação do teor de água seja feita por meio de aparelhos
que, apresentem laudo automático do teor de água, a fim de aumentar a
confiabilidade desta operação e, portanto, reduzir o risco de fraude.
-
Necessidade da utilização de balança digital com, no mínimo, duas casas
decimais e precisão de 0,5 g.
Análise da relação entre a comercialização de produtos vegetais em matéria seca e
o gasto adicional de energéticos para o País
- A comercialização de grãos, tendo como base a matéria seca, possibilitará a
racionalização no uso da infra-estrutura de transporte.
Análise da relação entre a inclusão de impurezas em cascata nos grãos na
comercialização dos produtos de origem vegetal e o gasto adicional de energéticos
ao País
- Propõe-se que a legislação, que trata dos níveis de impureza permitida na
comercialização de grãos, seja mais restrita, como ocorre em vários países. Estas
medidas, relativamente simples de serem implementadas, permitem melhoras
264
significativas nas práticas operacionais, visando à melhor qualidade do produto
pré-processado e armazenado.
-
Há um grande gasto de energia adicional com inclusão e exclusão de impurezas
na massa de grãos, relativos a operação extra de máquinas de limpeza e de pré-
limpeza, secadores e transporte rodoviário e marítimo destas impurezas de no
mínimo, o percentual permitido pela legislação vigente.
-
A operação de limpeza das máquinas colhedoras precisa ser mais bem
executada, durante a colheita das culturas, seja pela melhor regulagem das
máquinas e, ou pelo treinamento da mão de obra emprega na realização deste
trabalho.
Avaliação da qualidade do produto devido à mistura de grãos sadios com grãos
não classificáveis
- Propõe-se que não seja permitido que se misture a massa de grãos às amostras de
contraprova da operação de recepção na moega de recepção.
-
Deve-se fazer a análise fitopatológica periódica, para o controle de patógenos de
campo e de armazenamento.
265
5.6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) - Companhia
Nacional de Abastecimento (CONAB). Informações gerenciais.
http://www.conab.gov.br 2005. Data da consulta: 28/07/2005.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) - Companhia
Nacional de Abastecimento (CONAB).
Portaria nº 262, de 23 de novembro de 1983.
http://www.conab.gov.br 2005. Data da consulta: 28/07/2005.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) - Companhia
Nacional de Abastecimento (CONAB).
Instrução Normativa nº 002 de março de
2001
. http://www.conab.gov.br 2005. Data da consulta: 28/07/2005.
BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) - Companhia
Nacional de Abastecimento (CONAB
). Instrução Normativa nº 7 de 10 de setembro
de 2002
. http://www.conab.gov.br 2005. Data da consulta: 28/07/2005.
BAKKER-ARKEMA, F. W., BROOK, R. C.; HALL, C. W. Drying Cereal Grains.
Westport, AVI, 1978. 265.
FONSECA, H. Prevenção e controle de micotoxinas em produtos agrícolas. Boletim
técnico nº 7, 2000. p 1- 4. http://www.micotoxinas.com.br/Boletim7.htm. Data da
consulta: 04/2005.
GASGA - GRUPO DE ASSISTÊNCIA SOBRE SISTEMAS RELACIONADOS COM
GRÃOS APÓS COLHEITA.
Micotoxinas em grãos. Folheto técnico nº 3. Países
Baixos. 1997. p 1-7.
SILVA, J. de S., (Ed.). Secagem e armazenamento de produtos agrícolas. Viçosa:
Aprenda Fácil, 2000. 500 p.
266
6. CONCLUSÃO GERAL
Este estudo abrangeu a racionalização do uso de energia em unidades
armazenadoras. Foram focalizados: (i) avaliação energética e de custo em unidades
armazenadoras de pré-processamento de grãos; (ii) racionalização do uso de energia
elétrica, em unidades armazenadoras; (iii) soluções energéticas aplicadas a unidades
armazenadoras; e (iv) análises técnica e energética da legislação concernente à
comercialização e qualidade de produtos agrícolas no Brasil. Demonstrou-se o grande
potencial de economia de energia mecânica, térmica e elétrica, existente nas unidades
armazenadoras, sugerindo-se ainda algumas soluções energéticas para agregação de
valor à operação de secagem, bem como correções nas leis sobre comercialização e
qualidade de produtos agrícolas trariam lisura nas operações e uma grande economia de
energia para o País.
6.1. Avaliação energética e de custo em unidades armazenadoras de pré-
processamento de grãos
O experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa
dos Agricultores da Região de Orlândia, Estado de São Paulo, nas cidades de Guaíra e
Ituverava, com capacidade de secagem de 140 e 120 t h
-1
, respectivamente. O estudo
abrangeu: (i) as linhas de fluxo das unidades armazenadoras; (ii) a importância da
separação das linhas de fluxos de grãos nas moegas de recepção; (iii) o processo de
secagem de milho em dois secadores do tipo torre de fluxos mistos de 60 t h
-1
,
267
considerando-se a secagem em lotes. No processo de secagem foram monitorados, a
cada 30 minutos, no máximo - temperatura na câmara de secagem, resfriamento e
exaustão, temperatura do grão na câmara de secagem, temperatura e umidade do ar
ambiente, teor inicial e final de água do produto com determinadores de teor de água
pelo método direto (Edabo) e indireto (Motonco e Universal), temperatura de chama da
fornalha, vazão de ar, tempo de secagem, consumo de lenha na secagem de um lote; e
(iv) avaliação do custo de secagem. Conclui-se que, em ambas as unidades
armazenadoras, vários aspectos estudados mostraram-se passíveis de melhorias técnicas
que, se implementadas, representarão uma diminuição de custos substanciais para as
unidades armazenadoras em estudo. São eles: (i) as linhas de fluxo de produtos;
(ii) separação das linhas de fluxo de produtos; (iii) comparação da temperatura dos
grãos medida na câmara de secagem e os valores recomendados pela literatura técnica; e
(iv) custo de secagem, considerando-se o reaproveitamento de ar no processo de
secagem e não considerando a opção de reaproveitamento de ar no processo de
secagem.
6.2. Racionalização do uso de energia elétrica em unidades armazenadoras de
pré-processamento de grãos
O experimento foi realizado
em duas unidades armazenadoras da Cooperativa
dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL), Estado de São Paulo, nas cidades de
Guaíra e Ituverava com capacidade de secagem de 140 e 120 t h
-1
, respectivamente.
Foram estudados: (1) uso de equipamentos eficientes – adequação de força motriz;
(2) análise da categoria e isolamento dos motores elétricos; (3) adequação tarifária;
(4) adequação da iluminação; e (5) qualidade de energia. Para o uso de equipamentos
eficientes – adequação de força motriz em ambas as unidades armazenadoras
comprovou-se que o investimento nessas tecnologias é viável, economicamente, no
horizonte de planejamento de 10 anos. Para a análise da categoria e isolamento dos
motores elétricos observou-se que, em ambas as unidades armazenadoras, os motores
funcionavam com a especificação de conjugado não recomendada para as funções
especificadas e com a classe de isolamento recomendada para as atividades
desenvolvidas dentro de certos parâmetros. Para a adequação tarifária, foi observado
que a demanda de contrato, a ser implementada, poderia ser inferior à atual praticada em
ambas unidades armazenadoras, indicando um grande potencial de economia com a
268
escolha da demanda de contrato. Para adequação da iluminação, observou-se um
potencial de economia geral médio de 50%, com a adoção de equipamentos eficientes.
Para a qualidade de energia, observou-se que o desequilíbrio e amplitude de tensão não
influenciaram, significativamente, o desempenho dos motores elétricos. Demonstrou-se
que a escolha econômica do condutor para alimentação de motores elétricos deverá
atender não somente aos critérios de corrente máxima admissível e queda de tensão,
mas, também aos seguintes parâmetros: número de horas de funcionamento anual;
comprimento do circuito; potência nominal do motor e fator de serviço e custos
unitários de tarifa (consumo e demanda), sendo economicamente viável considerar o
decréscimo no rendimento de motores elétricos como um fator auxiliar na decisão de
aumentar a bitola do condutor alimentador. De acordo com o exposto, a racionalização
de energia elétrica em unidades armazenadoras é importante para redução de gastos com
energia elétrica.
6.3. Soluções energéticas aplicadas a unidades armazenadoras
Com o objetivo de apontar soluções energéticas, no sentido de tornar as unidades
armazenadoras mais independentes, energicamente, da concessionária de energia
elétrica e de oscilações do mercado, realizou-se um estudo na unidade armazenadora de
Ituverava -SP da Cooperativa dos Agricultores da Região de Orlândia (CAROL). A
capacidade de secagem desta unidade armazenadora é de 120 t h
-1
. Foram considerados:
(i) os padrões de consumo sazonais de energia elétrica, ou seja, consumo no período de
safra e safrinha; (ii) diferentes tipos de sistema de cogeração; e (iii) custos de
interligação. As principais conclusões deste trabalho foram: (i) o preço da energia pago
na venda da energia excedente, no sistema de cogeração, influi diretamente na tomada
de decisão quanto à implantação de um sistema de cogeração (ii) a geração de energia
elétrica com a produção própria de lenha foi decisiva para a lucratividade do projeto de
cogeração; (iii) houve lucratividade devido à adoção da produção de lenha própria,
considerando os custos de implantação da floresta energética, em comparação com a
opção de cogeração com compra de lenha no período de safra e safrinha; (iv)
a opção de
interligação da rede de energia elétrica favorece a implantação de um sistema de
cogeração, porque oferece opção à unidade armazenadora de vender o excedente da
geração de energia elétrica; (vii) diversificação dos produtos da empresa; (viii) o
potencial de geração de energia elétrica da unidade armazenadora de Ituverava foi de
269
215 kW, para as condições em estudo; (ix) a lucratividade da melhor opção de
cogeração mostrou-se viável, economicamente, no período de vida útil do investimento;
(x) além da lucratividade com a venda da energia elétrica, existe ainda o vapor de
rejeito, que pode ser utilizado na secagem dos grãos; e (xi) haveria a independência total
ou parcial da unidade do insumo energia elétrica, pois, não ficaria sujeita a variação
direta nos custos de energia elétrica das concessionárias.
6.4. Análise técnica e energética sobre a legislação que trata da comercialização
e qualidade de produtos agrícolas no Brasil
O objetivo deste trabalho foi introduzir uma discussão sobre a modificação da lei
e discutir a relação desta com programas de racionalização de energia e qualidade de
grãos. Conclui-se, para a adoção da Instrução Normativa nº 002 de março de 2001 do
Ministério da Agricultura, que: (i) deveria haver a utilização de equipamentos para
determinação do teor de água, baseados na propriedade dielétrica dos grãos; (ii) deveria
haver o prazo máximo de um ano para voltar a vigorar a proibição da utilização do
aparelho Universal; e (iii) aconselha-se a utilização de um equipamento que apresente, a
cada determinação do teor de água, um laudo automático, isento de manipulação
humana no processo de determinação do teor de água contendo informações
relacionadas à determinação do teor de água. Para a análise da relação entre a
comercialização de produtos vegetais em base seca e o gasto adicional de energéticos
para o País obteve-se: possibilidade de aumento do transporte unitário de grãos, em
todos os meios de transporte; e economia de combustíveis e energia. Para a análise da
relação entre a inclusão de impurezas em cascata nos grãos na comercialização dos
produtos de origem vegetal e o gasto adicional de energéticos para o País, concluiu-se:
(i) há um grande gasto de energia adicional com inclusão e exclusão de impurezas na
massa de grãos, relativos as operações adicionais de máquinas de limpeza e de pré-
limpeza, secadores e transporte rodoviário e marítimo destas impurezas, que é
proporcional aos percentuais de impurezas permitidos pela legislação vigente; (ii) existe
redução na capacidade de secagem e na capacidade dos sistemas de transporte terrestres
e marítimos; e (iii) a operação de limpeza das máquinas colhedoras requer melhor
execução, durante a colheita das culturas. Para avaliação da qualidade do produto,
analisando-se a mistura de grãos sadios com grãos não classificáveis, concluiu-se: deve-
se proceder à análise fitopatológica periódica para o controle de patógenos de campo e
270
de armazenamento; e os resultados da análise fitopatológica da soja mostram que a
qualidade do produto é prejudicada pela adição das amostras de contraprova da
operação de classificação na moega de recepção. A modificação da legislação vigente
corrigirá as distorções da lei e proporcionará a conservação e utilização racional de
energia, promovendo, também, uma maior justiça na comercialização de produtos
agrícolas.
271
7. APÊNDICES
272
7.1. APÊNDICE A
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA.
GABINETE DO MINISTRO.
PORTARIA Nº. 845 DE 08 DE NOVEMBRO DE 1976.
APROVA AS ESPECIFICAÇÕES PARA A PADRONIZAÇÃO, CLASSIFICAÇÃO E
COMERCIALIZAÇÃO INTERNA DO MILHO.
O MINISTRO DE ESTADO DA AGRICULTURA, usando da atribuição que
lhe confere o artigo 39, Ministério da Agricultura, item VIII, do Decreto-lei nº 200, de
25 de fevereiro de 1967 e tendo em vista o disposto no artigo 1º do Decreto nº 69.502,
de 05 de fevereiro de 1971.
RESOLVE
Art.1º. Aprovar as Especificações para a Padronização, Classificação e Comercialização
Interna do Milho.
Art.2º Esta Portaria entrará em vigor na data de sua publicação, revogando a Portaria nº
391 de 19 de junho de 1975.
ALYSSON PAULINELLI
Especificações para a padronização, classificação e comercialização interna do
milho (Zea mays L.), aprovadas pela portaria ministerial nº. 845 de 08 de novembro de
1976, em observância ao disposto no artigo 39, Ministério da Agricultura, item VIII, do
273
Decreto-lei nº. 200, de 25 de fevereiro de 1.976 e tendo em vista o disposto no artigo 1º
do decreto nº. 69.502, de 05 de novembro de 1971.
DA PADRONIZAÇÃO
Art. 1º - O milho sob a forma de grãos, destinado à comercialização interna, será
classificado em grupos, classes e tipos, segundo sua consistência, coloração e qualidade.
DOS GRUPOS
Art. 2º - o milho, segundo a sua consistência será classificado em 4 (quatro) grupos:
a) DURO - quando apresentar o mínimo de 95% (noventa e cinco por cento), em peso,
com as características de duro.
b) MOLE - quando apresentar o mínimo de 90% (noventa por cento), em peso, com as
características de mole;
c) SEMIDURO - quando apresentar o mínimo de 75% (setenta e cinco por cento) em
peso, de consistência semidura, intermediária entre duro e mole;
d) MISTURADO - quando não estiver compreendido nos grupos anteriores,
especificando-se no "certificado de classificação" as percentagens da mistura de outros
grupos.
DAS CLASSES
Art. 3º - O milho, segundo a sua coloração, será ordenado em 3(três) classes:
a) AMARELO - constituído de milho que contenha no mínimo 95% (noventa e cinco
por cento), em peso, de grãos amarelos, amarelo pálido e/ou amarelo alaranjados. Os
grãos de milho amarelos com ligeira coloração vermelha ou rósea no pericarpo serão
considerados amarelos, não afetando a classificação;
b) BRANCO - constituído de milho que contenha no mínimo 95% (noventa e cinco por
cento), em peso, de grãos brancos. Os grãos de milho branco com ligeira coloração
rósea, marfim e /ou palha, serão considerados como milho branco, não afetando a
classificação;
c) MESCLADO - constituído de milho que não se enquadre nas exigências das classes
de milho branco e do amarelo mencionando-se no "certificado de classificação" a
percentagem das classes que o compõe.
DOS TIPOS
Art. 4º - O milho, segundo a sua qualidade, será classificado em 3 (três) tipos:
TIPO 1 - constituído de milho seco, são, de grãos regulares e com teor de água máximo
de 14,5%.
274
Tolerância
- máxima de 1,5 % de matérias estranhas impurezas e fragmentos; 11 % de
grãos avariados, com máximo de 3% de grãos ardidos e brotados (percentagem em
peso);
TIPO 2 - constituído de milho seco, são de grãos regulares e com teor de água máximo
de 14,5%;
Tolerância
- máximo de 2% de matérias estranhas impurezas e fragmentos; 18% de
grãos avariados, com máximo de 6% de grãos ardidos e brotados (percentagem em
peso);
TIPO 3 - constituído de milho seco, são, de grãos regulares e com teor de água máximo
de 14,5%.
Tolerância
- máximo de 3% de matérias estranhas impurezas e fragmentos; 27% de
grãos avariados, com máximo de 10% de grãos ardidos e brotados (percentagem em
peso).
ABAIXO DO PADRÃO
Art. 5º - o milho que pelas suas características não se enquadrar em nenhum dos tipos
descritos no artigo 4º será classificado como abaixo do padrão, desde que se apresente
em bom estado de conservação.
Parágrafo 1º - o milho assim classificado poderá, conforme o caso, ser submetido à re-
beneficiamento, para efeito de se enquadrar num dos tipos do artigo 4º.
Parágrafo 2º. - Deverão constar do certificado de classificação, os motivos que deram
lugar à denominação de abaixo do padrão.
DESCLASSIFICADO
Art. 6º. - Será desclassificado todo o milho que apresente:
a) mau estado de conservação;
b) aspecto generalizado de mofo e ou fermentação
c) sementes de mamona ou outras que possam ser prejudiciais à utilização normal do
produto;
d) odor estranho, de qualquer natureza, impróprio ao produto, prejudicial à sua
utilização normal.
Parágrafo único - serão declarados no certificado de classificação, os motivos que
deram lugar à desclassificação.
DA AMOSTRAGEM
275
Art. 7º - A retirada ou extração de amostra, será feita de acordo com a regulamentação
em vigor e do seguinte modo:
1- Nos lotes de milho ensacado, far-se-á a retirada de amostra por furação ou calagem,
no mínimo em 10% (dez por cento), sendo os sacos escolhidos ao acaso, sempre
representando a "expressão média do lote e numa proporção mínima de 30 (trinta)
gramas de cada saco";
2- A amostra de milho armazenado a granel, será extraída nas seguintes proporções:
a) Se a quantidade for inferior a 100 (cem) toneladas, far-se-á uma retirada de 20 (vinte)
quilogramas;
b) quantidades superiores a 100 (cem) toneladas far-se-á uma retirada de 15 (quinze)
quilogramas, para cada série de 100 (cem) toneladas ou fração.
3- As amostras assim extraídas serão homogeneizadas, reduzidas e divididas em 3 (três)
ou mais partes, com o peso de um quilograma para cada parte, devidamente
identificadas, destinando-se 2 (duas) vias ao classificador e 1 (uma) ao interessado,
sendo fornecida ainda, quando solicitado, 1(uma) via ao comprador ou armazenador.
Parágrafo único - O excedente da amostra deve ser devolvido ao proprietário do
produto.
DA EMBALAGEM DO ARMAZENAMENTO E DO TRANSPORTE
Art. 8º - O milho quando não comercializado a granel deve ser acondicionado em sacos
de aniagem ou similar, limpos, resistentes e com peso e tamanho uniforme.
Art. 9º. Os estabelecimentos destinados ao armazenamento do milho e os meios para o
seu transporte, deverão oferecer segurança e condições técnicas imprescindíveis à sua
perfeita conservação, respeitadas as exigências da regulamentação específica.
DOS CERTIFICADOS DE CLASSIFICAÇÃO
Art. 10 - Os certificados de classificação, serão emitidos pelos órgãos oficiais de
classificação, devidamente credenciado pelo Órgão Técnico competente do Ministério
da Agricultura.
Parágrafo único - Deverá constar do certificado de classificação:
a) nome do interessado;
b) nome do destinatário;
c) natureza do produto;
d) natureza da embalagem;
e) quantidade de volumes;
276
f) pesos, bruto e líquido;
g) declaração da safra (ano agrícola);
h) grupo, classe e tipo;
i) procedência e destino;
Art. 11 - Quando no milho for verificada a presença de carunchos e/ ou demais insetos
vivos, prejudiciais ao produto, deverá constar, obrigatoriamente, no certificado de
classificação, a observação "insetos vivos".
DAS FRAUDES
Art. 12 - Será considerado "fraude", toda alteração dolosa de qualquer ordem ou
natureza, praticada não só na classificação, acondicionamento e no arquivamento das
amostras, como também no documento da qualidade do milho.
DISPOSIÇÕES GERAIS
Art. 13 - as bases e as normas e os termos usados nas presentes especificações, assim
como as características relacionadas com a qualidade do milho, deverão ser observadas
e interpretadas do seguinte modo:
GRÃOS ARDIDOS - são os grãos ou pedaços de grãos que perderam a coloração ou
cor característica, por ação do calor e teor de água ou fermentação em mais de ¼ (um
quarto) do tamanho do grão.
GRÃOS AVARIADOS - são considerados os grãos ou pedaços de grãos, grãos
chochos, e imaturos os atacados por animais roedores e parasitas, os fermentados até ¼
(um quarto) do tamanho do grão bem como os prejudicados por diferentes causas.
GRÃO BROTADO - são os grãos ou pedaços de grãos que apresentarem germinação
visível.
GRÃOS CARUNCHADOS - são os grãos ou pedaços de grãos furados ou infestados
por insetos vivos ou mortos.
GRÃOS CHOCHOS - são os grãos enrugados por deficiência de desenvolvimento.
GRÃOS QUEBRADOS - são os pedaços de grãos sadios, que ficarem retidos na
peneira de crivos circulares de 5mm (cinco milímetros) de diâmetro ou 12/64.
GRÃOS REGULARES - são os grãos normalmente desenvolvidos que apresentam boas
condições de maturidade e conservação
IMPUREZAS - são consideradas as do próprio produto bem como os grãos ou
fragmentos de grãos que vazarem numa peneira de crivos circulares de 5mm (cinco
milímetros) de diâmetro ou 12/64.
277
MATÉRIAS ESTRANHAS - são consideradas os grãos ou semente de outras espécies,
bem como os detritos vegetais, sujidades e corpos estranhos de qualquer natureza, não
oriundos do produto.
MILHO DURO - é o que apresenta quanto à sua constituição, uma quantidade de
endosperma córneo maior que a amiláceo (farináceo) oferecendo forte resistência ao
corte e exibindo, ao ser cortado, aspecto vítreo. Quanto à forma, é o que se apresenta
predominantemente ovalado e com a coroa convexa e lisa, característica do Zea mays
indurata.
MILHO MOLE - é o que apresenta, quanto à sua constituição, uma quantidade de
endosperma amiláceo (farinácio), maior que a do córneo, tornando a coroa
acentuadamente clara oferecendo menor resistência ao corte. Quanto à forma, é
predominantemente dentado e com a cora apresentando uma contração ou
depressão/característica de zea mays
indentata.
MILHO SEMIDURO - é o que possui as características intermediárias entre o mole e o
duro, ou seja, constituído de grãos que quanto à conformação, apresentem-se levemente
dentados, incluindo grãos ovalados com ligeira depressão na coroa (coroa branca).
PERCENTAGEM - é determinada com relação ao peso da amostra original.
PESO DA AMOSTRA - os dados para determinação da qualidade dos grãos, serão
colhidos em amostras homogeneizadas de 250 (duzentos e cinqüenta) gramas.
QUALIDADE - será apurada mediante a verificação do teor de água, de percentagem de
grãos defeituosos, matérias estranhas e impurezas, respeitadas as tolerâncias admitidas
na classificação para a determinação dos tipos.
TEOR DE ÁGUA - será feita sobre amostra em seu estado original, determinada e em
estufa de ar à temperatura de 100 a 150ºc até que alcance peso constante ou em aparelho
que dê resultado equivalente.
PARÁGRAFO ÚNICO - as determinações de grupo, classe, tipo, grãos quebrados,
avariados e/ou carunchados, ardidos e brotados, serão feitas, depois de terem sido
separadas da amostra original, toda a matéria estranha e impureza.
Art. 14 - o milho de outras espécies ou mutações varietais, será classificado com base
nas presentes especificações.
Art. 15 - o certificado de classificação será válido pelo prazo de 90 (noventa) dias,
contados da data de sua e missão.
Art. l6 - Os casos omissos serão resolvidos pelo órgão técnico competente do Ministério
da Agricultura.
278
7.2 APÊNDICE B
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA
GABINETE DO MINISTRO
PORTARIA nº 262, de 23 de Novembro de 1983.
O Ministro de Estado da Agricultura, no uso de suas atribuições, e tendo em
vista o disposto na Lei nº 6.305, de 15 de dezembro de 1975, regulamentada no Decreto
nº 82.110, de 14 de agosto de 1978,
RESOLVE:
I - Aprovar as especificações, em anexo, para a padronização, classificação e
comercialização da SOJA, em grãos.
II - Esta Portaria entra em vigor a partir de 1º de janeiro de 1984, revogadas as
disposições em contrário.
ÂNGELO AMAURY STÁBILE
NORMAS DE QUALIDADE PARA CLASSIFICAÇÃO
E COMERCIALIZAÇÃO DA SOJA EM GRÃO
1. OBJETIVO
A presente norma tem por objetivo definir as características de identidade,
qualidade, apresentação, embalagem e as medidas correlatas para soja
Glycine max (L)
Merril destinada à comercialização.
2. Para efeitos desta norma, considera-se:
279
2.1. Soja
São grãos de qualquer cultivar da leguminosa
Glycine max (L) Merril.
2.2. Teor de água
Percentual de água encontrado na amostra em seu estado original.
2.3. Matérias Estranhas e/ou Impurezas
Todo material que vazar através de peneiras, com as seguintes características:
Espessura de chapa: 0,8 mm
Quantidade de furos: 400/100 cm²
Diâmetro dos furos: 3,0 mm ou que nela ficar retido, mas que não seja soja,
inclusive vagem não debulhada.
2.3.1. A casca do grão de soja (película) retida na peneira não é considerada
impureza.
2.4. Avariados
Grãos ou pedaços de grãos que se apresentam ardidos, brotados, imaturos,
chochos, mofados ou danificados. Grãos com casca enrugada ou com alteração na cor,
com desenvolvimento fisiológico completo, somente não considerados avariados se sua
polpa estiver alterada.
2.4.1. Ardidos
Grãos ou pedaços de grãos que se apresentam, pela ação do calor e/ou teor de
água, visivelmente fermentados com coloração marrom ou escura na casca e
interiormente.
2.4.2. Brotados
Grãos que se apresentam com indícios de germinação ou germinados.
2.4.3. Imaturos
Grãos ou pedaços de grãos que se apresentam verdes, por não terem atingido o
seu desenvolvimento completo.
2.4.4. Chochos
Grãos que se apresentam enrugados e atrofiados no seu desenvolvimento.
2.4.5. Mofados
Grãos ou pedaços de grãos que se apresentam claramente afetados por fungo.
2.4.6. Danificados
Grãos ou pedaços de grãos que se apresentam atacados por pragas e/ou doenças,
afetados por processos de secagem ou por qualquer outra causa.
2.5. Quebrados
280
Pedaços de grãos sadios, inclusive cotilédones, que ficam retidos na peneira
especificada no item 2.3.
2.6. Esverdeados
Grãos ou pedaços de grãos que apresentam coloração esverdeada na casca e na
polpa em decorrência de maturação forçada.
3. CLASSIFICAÇÃO
3.1. A classificação que visa determinar a qualidade da soja em grão será feita
conforme os limites máximos de tolerância da tabela a seguir:
Fator de Qualidade Padrão Básico (%)
Teor de água 14,0
Grãos Quebrados 30,0
Impurezas e/ou Matérias Estranhas 1,0
Grãos Avariados 8,0
Grãos Esverdeados 10,0
3.2. Desclassificação
Será desclassificada a soja em grãos que apresentar:
3.2.1. Mau estado de conservação;
3.2.2. Aspecto generalizado de mofo e fermentada;
3.2.3. Acentuado odor estranho (ácido ou azedo) de qualquer natureza, tornando
imprópria e prejudicial a sua utilização normal;
3.2.4. Bagas de mamona ou outras sementes venenosas;
3.2.4.1. No caso previsto neste item será admitido o rebeneficiamento do
produto, para novo enquadramento;
3.2.5. No certificado de classificação serão declarados os motivos que deram
lugar à desclassificação.
4. AMOSTRAGEM
4.1. A retirada ou extração de amostras será feita de acordo com a
regulamentação em vigor.
4.1.1. Na soja ensacada será feita a retirada de amostras por furação ou
calagem, em no mínimo 10% do lote, sendo os sacos escolhidos ao acaso,
sempre representando a sua expressão média, numa proporção mínima de 30
(trinta) gramas por saco.
281
4.1.2. Soja a granel.
4.1.2.1. Na soja transportada a granel far-se-ão amostragem em 05
(cinco) pontos diferentes do veículo retirando-se no mínimo 03
kg do produto.
4.1.2.2. Na soja armazenada a granel, serão retiradas 40 (quarenta)
quilogramas para cada série de 500 (quinhentas) toneladas ou
fração.
4.1.3. As amostras extraídas serão homogeneizadas, reduzidas e acondicionadas
em sacos impermeáveis ou outro material que lhe confira estabilidade
idêntica, em 03 (três) ou mais vias, com peso de 1 kg (um quilograma) cada,
destinando-se uma ao interessado e duas ao órgão classificador, devolvendo
o restante ao proprietário.
4.1.4. O peso da amostra a ser classificada será no mínimo de 250 (duzentos e
cinqüenta) gramas.
5. SEQÜÊNCIA OPERACIONAL
5.1. Determinações
5.1.1. Matérias estranhas e/ou impurezas
Serão determinadas através da peneira especificada no item 2.3.
5.1.2. Teor de umidade
Será apurada sobre a amostra isenta de matérias estranhas e/ou impurezas e
determinada em estufa de ar até peso constante de acordo com os métodos
oficializados pelo Ministério da Agricultura conforme a Portaria nº 234 de
04.08.80, ou aparelhos que dêem resultados equivalentes.
5.1.3. Grãos Avariados
Será determinada na amostra isenta de matérias estranhas e/ou impurezas.
5.1.4. Grãos Quebrados
Serão apurados na amostra isenta de matérias estranhas e/ou impurezas e
avariados, determinados através da peneira especificada no item 2.3.
6. EMBALAGEM
6.1. A soja ensacada deverá ser acondicionada em saco de aniagem ou outro material
que confira proteção, garantia e segurança da qualidade do produto.
6.1.1. As embalagens devem ser limpas e resistentes.
282
6.1.2. A capacidade do saco deve comportar 50 kg (cinqüenta quilogramas) de peso do
produto.
7. CERTIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO
7.1. Os certificados de classificação serão emitidos pelo Órgão Oficial de Classificação,
devidamente credenciado pelo Ministério da Agricultura, em modelo oficial e de
acordo com a legislação em vigor.
7.1.1. No caso da soja de safras diferentes, prevalecerá a safra mais antiga, de acordo
com os comprovantes existentes.
7.2. Os certificados de classificação serão válidos pelo prazo de 120 (cento e vinte) dias,
contados da data de sua emissão.
8. DISPOSIÇÕES GERAIS
8.1. Os casos omissos serão resolvidos pelo Órgão competente do Ministério da
Agricultura.
ÂNGELO AMAURY STÁBILE.
Ministério da Agricultura
283
7.3 APÊNDICE C
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E ABASTECIMENTO
SECRETARIA DE APOIO RURAL E COOPERATIVISMO
INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 002, DE 05 DE MARÇO DE 2001.
O SECRETÁRIO SUBSTITUTO DE APOIO RURAL E COOPERATIVISMO
DO MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO, no uso das
atribuições que lhe confere o inciso III, do art. 11, do Decreto nº 3.527, de 28 de junho
de 2000, e inciso IV, do art. 41, do Regimento Interno da Secretaria de Apoio Rural e
Cooperativismo, aprovado pela Portaria Ministerial nº 575, de 8 de dezembro de 1998,
tendo em vista o disposto na Lei nº 9.972, de 25 de maio de 2000, no Decreto nº 3.664,
de 17 de novembro de 2000, o que consta do processo nº 21000.000667/2001-71; e
Considerando a necessidade de normatizar o credenciamento previsto no art. 3º, do
Decreto nº 3.664, de 17 de novembro de 2000; e
Considerando ainda a necessidade de definir os requisitos, os critérios, os
procedimentos, a estrutura e as instalações exigidas, os prazos e as demais
condições para o credenciamento previsto no art. 4° do Decreto nº 3.664, de
17 de novembro de 2000, resolve:
Art. 1º Aprovar o presente Regulamento Técnico e seus anexos para o Credenciamento
de Pessoas Jurídicas autorizadas a executarem a Classificação de Produtos
Vegetais, seus Subprodutos e Resíduos de Valor Econômico.
284
Art. 2º Os casos omissos e as dúvidas suscitadas na execução do Regulamento Técnico
e seus anexos serão resolvidos pelo Departamento de Fomento e
Fiscalização da Produção Vegetal – DFPV/SARC/MA.
Art. 3º Esta Instrução Normativa entra em vigor na data de sua publicação.
JULIO MARIA PORCARO PUGA
REGULAMENTO TÉCNICO PARA O CREDENCIAMENTO DE PESSOAS
JURÍDICAS AUTORIZADAS A EXECUTAREM A CLASSIFICAÇÃO DE
PRODUTOS VEGETAIS, SEUS SUBPRODUTOS E RESÍDUOS DE VALOR
ECONÔMICO
1. ALCANCE
1.1 Objetivo:
o presente Regulamento tem por objetivo estabelecer os requisitos, os
critérios, a estrutura, as instalações e os prazos para o credenciamento de
pessoas jurídicas de direito público ou privado, visando autorizá-las a
executar, em todo território nacional, a classificação de produtos
vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico, quando
destinados diretamente à alimentação humana e às operações de compra
e venda do Poder Público.
1.2 Serão autorizados a executar a classificação de produtos vegetais, seus
subprodutos e resíduos de valor econômico somente os Estados e o Distrito
Federal, diretamente ou por intermédio de seus Órgãos ou Empresas
especializadas, as Cooperativas Agrícolas, as Empresas ou Entidades
especializadas na atividade, as Bolsas de Mercadorias, as Universidades e os
Institutos de Pesquisa.
1.1.1 Exclui-se deste Regulamento o credenciamento para fins de classificação dos
produtos importados, quando da sua internalização nos portos, aeroportos,
terminais alfandegados e demais postos de fronteira, cuja competência pela
execução da classificação é do Ministério da Agricultura e do Abastecimento.
2. DEFINIÇÕES
2.1 Credenciamento: é o procedimento administrativo objetivando conceder a
autorização para que as pessoas jurídicas mencionadas no item
1.2. deste Regulamento executem a classificação de produtos
vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico.
2.2 Empresa ou Entidade Especializada: entende-se por empresa ou entidade
especializada na atividade da classificação aquela que, no seu todo ou por
meio de departamentos, disponha de estrutura física, de instalações, de
equipamentos e de profissionais habilitados para execução de tais serviços
para si ou para terceiros.
2.3 Cadastro Geral de Classificação – CGC/MA: é o procedimento administrativo
para fins de controle e fiscalização, objetivando o registro, junto ao
Ministério da Agricultura e do Abastecimento, das pessoas físicas
habilitadas e das jurídicas credenciadas a executarem a classificação de
produtos vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico.
2.4 Classificador: entende-se por classificador o profissional, pessoa física,
devidamente habilitado e registrado no Ministério da Agricultura e do
285
Abastecimento, responsável pela classificação dos produtos vegetais, seus
subprodutos e resíduos de valor econômico.
2.5 Produtos vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico destinados
diretamente à alimentação humana: entende-se por produtos vegetais, seus
subprodutos e resíduos de valor econômico destinados diretamente à
alimentação humana aqueles que, a granel ou embalados, estejam em
condições de serem oferecidos ao consumidor final.
2.6 Posto de Serviço: entende-se por posto de serviço a unidade física dotada de
personalidade jurídica, devidamente equipada, estruturada e credenciada
para a prestação dos serviços de classificação vegetal.
3. REQUISITOS PARA O CREDENCIAMENTO
3.1 Estar devidamente constituída e contemplar em seus objetivos a prestação
de serviços na área de classificação de produtos vegetais, seus subprodutos e
resíduos de valor econômico.
3.2 Estar devidamente registrada no Cadastro Nacional de Pessoa Jurídica
(CNPJ) do Ministério da Fazenda.
3.3 Estar devidamente registrada no Conselho Regional de Engenharia,
Arquitetura e Agronomia – CREA.
3.4 Dispor de Responsável Técnico pela atividade devidamente registrado no
Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – CREA.
3.5 Dispor de classificadores habilitados e registrados pelo Ministério da
Agricultura e do Abastecimento para a classificação do(s) produto(s) para
o(s) qual(is) requer o credenciamento.
3.6 Dispor de laboratório próprio ou contratado, legalmente credenciados junto
ao Ministério da Agricultura e do Abastecimento, para realizar as análises
físico-químicas previstas no regulamento técnico do(s) produto(s) para o(s)
qual(is) requer o credenciamento.
3.7 Possuir instalações físicas, materiais e equipamentos adequados à
classificação do(s) produto(s) para o(s) qual(is) requer o credenciamento,
observando as exigências contidas no Anexo III do presente Regulamento.
3.8 Não possuir débitos financeiros para com o Governo Federal.
4. CRITÉRIOS PARA O CREDENCIAMENTO
4.1
O credenciamento será concedido pelo Diretor do Departamento de
Fomento e Fiscalização da Produção Vegetal – DFPV/SARC/MA, e terá
validade em todo o território nacional.
4.2 O credenciamento será por produto e por posto de serviço, sendo sua
renovação feita obrigatoriamente a cada 12 (doze) meses.
4.2.1 Independentemente do prazo estabelecido neste item, as pessoas jurídicas
credenciadas ficam obrigadas a comunicarem, ao Ministério da Agricultura
e do Abastecimento, toda e qualquer alteração dos elementos informativos e
documentais relativos à atividade de classificação.
4.2.2 O pedido de renovação do credenciamento deverá ser requerido à Delegacia
Federal de Agricultura, com antecedência mínima de trinta dias da data de
vencimento.
4.3 O credenciamento habilitará a pessoa jurídica a executar a classificação de
produtos vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico em todo
286
o território nacional, desde que atendidos os requisitos previstos neste
Regulamento.
4.4 Pelo credenciamento, sua renovação e demais alterações serão cobrados
emolumentos fixados pelo Ministério da Agricultura e do Abastecimento.
4.5 A solicitação do credenciamento será efetuada pelo interessado, por meio de
requerimento, em formulário próprio, junto à Delegacia Federal de
Agricultura da Unidade da Federação na qual estiver localizado cada posto
de serviço.
4.6 As pessoas jurídicas credenciadas estarão sujeitas à supervisão técnica e à
fiscalização quanto:
a.
às informações prestadas no ato da solicitação do credenciamento;
b.
à execução dos serviços, no que se refere aos requisitos técnicos de instalações,
sistema de controle de processos e garantia de qualidade dos serviços e produtos,
bem como à expedição dos certificados por produto e por posto de serviço;
c.
à habilitação das pessoas físicas envolvidas no processo de classificação;
d.
ao cumprimento das disposições contidas na Lei nº 9.972, de 25 de maio de
2000, e no Decreto nº 3.664, de 17 de novembro de 2000, neste Regulamento e
nos demais atos normativos.
4.7 A suspensão do credenciamento poderá ser efetuada por tempo determinado
como medida cautelar de ação fiscal, nos termos do artigo 31 do Decreto n º
3.664, de 17 de novembro de 2000, podendo ser aplicada por produto, por
posto ou por credenciada no todo de suas atividades.
4.8 O descumprimento das disposições contidas neste Regulamento sujeita o
infrator às penalidades previstas no artigo 18 e seus parágrafos, do Decreto
nº 3.664, de 17 de novembro de 2000.
5. PROCEDIMENTOS PARA O CREDENCIAMENTO
5.1 O requerimento (Anexo I), para o credenciamento ou para sua renovação,
será acompanhado dos seguintes documentos:
a. Ficha Cadastral do Estabelecimento (Anexo II);
b.
Relação dos produtos que pretende classificar por posto de serviço;
c.
Relação dos materiais e equipamentos que possuem para a classificação física
por posto de serviço;
d.
Relação nominal e números de registros no CGC/MA dos profissionais
habilitados para classificar os produtos, lotados em cada posto de serviço;
e.
Cópia do Contrato Social ou Estatuto atualizados, ou Ato Jurídico de
constituição;
f.
Cópia do CNPJ, da Inscrição Estadual e do CREA;
g.
Cópia da licença ou alvará de funcionamento emitido pela Prefeitura;
h.
Cópia do comprovante de registro do laboratório no Ministério da Agricultura e
do Abastecimento;
287
i.
Documento comprobatório de regularidade fiscal;
j.
Cópia do comprovante de quitação dos emolumentos.
5.1.1 Na solicitação de renovação do credenciamento, serão dispensados os
documentos previstos nas letras "b" até "i", desde que não tenha ocorrido
alteração dos dados cadastrais, informados por ocasião do credenciamento
ou de sua última renovação.
5.2 Os documentos apresentados pelo interessado serão instruídos na forma de
processo na Delegacia Federal de Agricultura, cujos técnicos, após a
lavratura do Termo de Inspeção "in loco", emitirão o parecer conclusivo
quanto ao atendimento dos requisitos exigidos no item 3 deste Regulamento,
encaminhando o processo ao Departamento de Fomento e Fiscalização da
Produção Vegetal – DFPV/SARC/MA.
5.2.1 Não será constituído processo quando o interessado apresentar
documentação incompleta, devendo o requerente ser formalmente orientado
quanto ao suprimento de eventuais falhas.
5.3 O pedido de credenciamento será deferido ou indeferido pelo Diretor do
DFPV/SARC/MA, após análise final pela equipe técnica da Divisão de
Classificação de Produtos Vegetais – DCPV/CDV/DFPV/SARC/MA.
5.3.1 Quaisquer que sejam as conclusões a que alude o item 5.3, o seu resultado
será comunicado ao interessado.
5.4 Obtido o credenciamento por produto e por posto de serviço, a pessoa
jurídica receberá um número de registro que fará parte do Cadastro Geral de
Classificação do Ministério da Agricultura e do Abastecimento – CGC/MA.
5.5 Concluído o registro, o processo retornará à Delegacia Federal de
Agricultura de origem para fins de controle e fiscalização.
5.6 Compete ao Diretor do DFPV/SARC/MA divulgar mensalmente a relação
das pessoas jurídicas credenciadas a executarem a classificação de produtos
vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico.
6. OBRIGAÇÕES DAS CREDENCIADAS
6.1
Executar a classificação de conformidade com os padrões oficiais
estabelecidos pelo Ministério da Agricultura e do Abastecimento;
6.2 Atender prontamente a solicitação de classificação apresentada pelo cliente;
6.3 Estabelecer e tornar público o fluxograma de operacionalização dos serviços
prestados, dele constando as etapas a serem seguidas e os prazos a serem
cumpridos no atendimento ao cliente;
6.4 Manter as amostras de arquivo, devidamente conservadas e identificadas
com o lote, de forma a garantir o direito de contestação pelo cliente;
6.5 Promover sistematicamente a classificação de revisão para fins de controle
de qualidade dos serviços;
6.6 Encaminhar mensalmente, à Delegacia Federal de Agricultura da Unidade
da Federação, o relatório dos serviços executados informando o posto de
serviço, o cliente, o produto, a qualidade e a quantidade classificada;
6.7 Manter arquivada toda documentação correspondente ao serviço executado,
por um prazo mínimo de cinco anos;
6.8 Manter um banco de dados dos produtos classificados, que sirva de
referência para os trabalhos de elaboração e reformulação de padrões;
6.9 Manter um sistema de treinamento eficiente e dinâmico dos seus
profissionais;
288
6.10 Colocar, à disposição das autoridades responsáveis pela fiscalização, todas
as informações e documentos relacionados com os processos de controle e
de classificação, entre outros;
6.11 Estabelecer procedimentos de controle inter e intracredenciadas, a fim de
buscar a uniformização dos critérios operacionais, a eficiência e a
credibilidade dos serviços prestados;
6.12 Dispor de equipamentos compatíveis com as atividades executadas,
devidamente aferidos e em perfeito estado de conservação e manutenção;
6.13 Executar a classificação exclusivamente nos postos de serviços
credenciados pelo Ministério da Agricultura e do Abastecimento;
6.14 Não permitir a prestação de serviços por classificador cuja credencial esteja
vencida ou que não possua habilitação legal.
ANEXO I
REQUERIMENTO : ( ) DE CREDENCIAMENTO ( ) DE RENOVAÇÃO
Ilmo. Senhor Diretor do Departamento de Fomento e Fiscalização da Produção Vegetal
– DFPV/SARC/MA
Brasília/DF
___________________________________________vem requerer a Vossa Senhoria,
com fulcro no artigo 3º do
(nome ou razão social)
Decreto nº 3.664, de 17 de novembro de 2000, autorização para executar a classificação
de produtos vegetais, seus subprodutos e resíduos de valor econômico,
juntando, para os devidos efeitos, a documentação exigida por este
Ministério, assumindo as responsabilidades pelas informações nela contida e
ficando sujeito às penalidades impostas pela legislação vigente.
N. Termos
P. Deferimento.
_____________________, ____ de__________ de _____
______________________________________
(Assinatura e carimbo do requerente)
Instruções importantes: Anexar, a este requerimento, os seguintes documentos:
a.
Ficha Cadastral do Estabelecimento;
b.
Cópia do Contrato Social ou Estatuto atualizados, ou Ato Jurídico de
constituição;
c.
Cópia da licença ou alvará de funcionamento emitido pela Prefeitura;
d.
Cópia do comprovante do CNPJ, da Inscrição Estadual e do CREA;
e.
Cópia do comprovante de registro do laboratório no MA;
f.
Cópia do comprovante de pagamento do emolumento.
289
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO - MA
ANEXO II
FICHA CADASTRAL DO ESTABELECIMENTO
UF
N
úmero de
Registro
Número do
Posto de
Serviço
Para uso do Ministério: nº Registro no
CGC/MA – Pessoa Jurídica
I – CREDENCIAMENTO ( ) 1- Inicial 2 – Renovação 3 – Alteração 4 -
Cancelamento
II – IDENTIFICAÇÃO: ( ) 1 – MATRIZ 2 – FILIAL
Razão Social:
_____________________________________________________________
_________________
N
ome Fantasia e/ou
Sigla:________________________________________________________
____________
Endereço: ____________________________________________ Bairro:
______________________________
Município: _____________________________ UF: ___ CEP: ___________ Caixa
Postal: _________
Fone(s): _________________ Fax: _______________ Correio eletrônico(e-mail):
________________
Responsável Técnico(R.T.) – Nome: ___________________________ Nº de Reg.
CREA:__________________
Fone(s): __________ Fax:___________ Correio eletrônico(e-mail):
____________________________
III – LABORATÓRIO: ( ) 1 – PRÓPRIO 2 - CONTRATADO
• Razão Social:
_________________________________________________________________
_____
• Nome Fantasia e/ou Sigla:
____________________________________________________________
• Endereço: __________________________________________________Bairro:
_________________
• Município: __________________________ UF: ___ CEP: __________ Caixa
Postal: ____________
• Fone(s): _____________ Fax: ______________ Correio eletrônico(e-mail):
____________________
• Responsável Técnico(R.T.) - Nome: _______________________ Nº de Reg.
Cons. Classe: ________
290
• Fone(s): ______________Fax: _____________ Correio eletrônico(e-mail):
_____________________
IV – DECLARAÇÃO:
Declaro, para os devidos fins, junto ao Ministério da Agricultura e do Abastecimento, a
veracidade das informações prestadas, bem como estar ciente das obrigações
às quais estarei sujeito na execução da classificação dos produtos vegetais,
seus subprodutos e resíduos de valor econômico, de acordo com o disposto
na Lei nº 9.972 de 25.05.2000, no Decreto nº 3.664, de 17.11.2000, e demais
atos normativos.
_
______________________________________ ____________, ____ de ___ de
______ (Carimbo e Assinatura do Requerente)
Apresentar, junto com a Ficha Cadastral do Estabelecimento, os seguintes anexos:
• Relação dos produtos que pretende classificar, por posto de serviço;
• Relação dos materiais e equipamentos para a classificação física, por posto de
serviço;
• Relação dos nomes e números de registros no MA dos profissionais habilitados
para classificar os produtos, lotados em cada posto de serviço.
ANEXO III
INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS MÍNIMOS PARA A CLASSIFICAÇÃO
DE PRODUTOS VEGETAIS
1. INSTALAÇÕES:
1.1 As instalações dos postos de serviço devem atender aos requisitos mínimos
necessários para o bom desempenho dos serviços de classificação;
1.1.2 O espaço físico deve ser adequado de forma a permitir o deslocamento e a
distribuição de pessoal e equipamentos e possuir luminosidade e aeração
adequados à execução dos serviços.
2. EQUIPAMENTOS:
2.1. ALGODÃO EM CAROÇO:
a. Régua graduada para medição de fibra;
b.
Determinador de teor de água para fibras;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Mesa de classificação de cor preta fosca ou cinza escuro;
e.
Cadeira ergonômica.
2.2. ALGODÃO EM PLUMA:
a. Ar condicionado;
b.
Iluminação artificial mediante a instalação de luminárias com lâmpadas
fluorescentes, para que se tenha o efeito da luz do dia, com intensidade de luz
291
entre 80 e 90 lumens, aferida por meio do aparelho luxímetro, posicionado sobre
qualquer ponto da mesa de classificação;
c.
A distância entre as luminárias e as paredes mais próximas, e a altura entre a
luminária e a banca de classificação devem garantir a uniformidade da
intensidade de luz exigida;
d.
A tonalidade das paredes deve ser de cor cinza muito claro ou branco
acinzentado (fosco);
e.
Teto falso igual à cor das paredes;
f.
Piso preferencialmente preto ou em cor que não interfira na classificação visual;
g.
Móveis com a mesma cor das paredes ou pretos;
h.
Bancada ou mesa de cor preta fosca ou cinza escuro para exposição da pluma de
algodão possuindo as seguintes dimensões:
- Comprimento mínimo de 4,00 m;
- Largura de 0,90 a 1,00 m;
- Altura de 0,80 a 0,90 m.
i.
Temperatura ambiente em torno de 22ºC;
j.
Umidade relativa do ar em torno de 75%;
k.
Altura do piso ao teto de 2,80 a 3,10 m;
l.
Exaustores instalados a uma altura de 0,60 a 1,00 m em relação ao piso, ou de
forma que se garanta a salubridade do ambiente;
m.
Conjunto completo do Padrão Físico;
n.
Estante ou balcão para os padrões físicos;
o.
O uniforme do classificador deverá ser de textura leve, de preferência de
algodão, na cor cinza neutra;
p.
Equipamentos facultativos: Fibrógrafo, Shirley Analyser e HVI;
q.
Sala de aclimatação das amostras;
r.
Sala de recepção das amostras.
2.3. ALHO:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
e.
Lacres;
f.
Estilete;
g.
Grades de classificação de 32 a 56 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.4. AMENDOIM:
a. Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura
e do Abastecimento para realização de análise de micotoxina;
b.
Mesa de classificação individual;
c.
Cadeira ergonômica;
d.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
292
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
e.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
f.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais;
g.
Caladores e sondas;
h.
Homogeneizador;
i.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
j.
Pinça com ranhuras na ponta;
k.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
l.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
m.
Lacres;
n.
Estilete.
2.5. ARROZ:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
c.
Cadeira ergonômica;
d.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
e.
Engenho de provas com jogo de trieur;
f.
Paquímetro digital com precisão de 0,01 mm;
g.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
h.
Peneira com crivos circulares de 1,60 mm de diâmetro;
i.
Caladores e sondas;
j.
Homogeneizador;
k.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
l.
Pinça com ranhuras na ponta;
m.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
n.
Lacres;
o.
Placas polarizadoras para classificação de arroz parboilizado.
2.6. BATATA:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
c.
Cadeira ergonômica;
d.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
e.
Lacres;
f.
Estilete;
g.
Grades de classificação de 33 a 85 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.7. CANJICA DE MILHO:
293
a.
Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Peneiras com crivos circulares de 5,66 mm; 4,76 mm e 4,00 mm.
2.8. CAROÇO DE ALGODÃO:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores para amostras e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador;
h.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
i.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
j.
Lacres;
k.
Estilete.
2.9. CASTANHA DO BRASIL:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água de castanha do Brasil – marca HYGRON –
GEHAKA.
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Coletor de amostras tipo PELICANO;
f.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
294
g.
Pinça de inox com ranhuras nas pontas;
h.
Bandejas receptoras para 453 gramas de frutos;
i.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
j.
Lacres;
k.
Guilhotina de mesa para corte;
l.
Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura
e do Abastecimento para realização de análise de micotoxina;
2.10. CEBOLA:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
e.
Lacres;
f.
Estilete;
g.
Grades de classificação de 35 a 90 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.11. CEVADA INDUSTRIAL:
a. Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura
e do Abastecimento para realização de análise de proteína e poder germinativo;
b.
Mesa de classificação individual;
c.
Cadeira ergonômica;
d.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
e.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
f.
Caladores e sondas;
g.
Homogeneizador;
h.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
i.
Pinça com ranhuras na ponta;
j.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
k.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
l.
Lacres;
m.
Estilete;
n.
Peneira com crivos oblongos de 2,20 e 2,50 mm de largura.
2.12. ERVILHA:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se
295
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete;
m.
Peneira de crivos circulares de 3,00 mm.
2.13. FARELO DE SOJA:
Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização das seguintes análises:
• teor de água;
• proteína;
• gordura residual;
• cinzas;
• fibras;
• insolúveis em ácido clorídrico;
• matérias estranhas; e
• atividade ureática.
2.14. FARINHA DE MANDIOCA
Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização das seguintes análises:
• teor de água;
• acidez;
• cinzas;
• amido.
a.
Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Caladores e sondas;
e.
Homogeneizador;
f.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
g.
Pinça com ranhuras na ponta;
h.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
i.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
j.
Lacres;
k.
Peneiras ABNT n
os
10, 18 e 200 com abertura de 2,0 ; 1,0 e 0,074 mm
respectivamente e com diâmetro do aro de 20 cm.
2.15. FEIJÃO:
a. Mesa de classificação individual;
296
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete.
2.16. KIWI:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
e.
Lacres;
f.
Estilete;
g.
Refratômetro.
2.17. LENTILHA:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete;
m.
Peneiras de crivos circulares de 3,00 mm, 5,00 mm e 6,00 mm de diâmetro.
297
2.18. MAÇÃ:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
e.
Lacres;
f.
Estilete;
g.
Penetrômetro;
h.
Jogo de anéis calibradores de 35 a 85 mm ou paquímetro digital.
2.19. MILHO:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete;
m.
Peneiras com crivos circulares de 5,00 mm de diâmetro;
n.
Balança de peso hectolitro com peso padrão para calibragem e demais
acessórios.
2.20. ÓLEO DE SOJA:
a. Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura
e do Abastecimento para realização das seguintes análises:
• Densidade;
• Índice de refração;
• Índice de iodo;
• Índice de saponificação;
• Percentual de ácidos graxos saturados (mirístico, palmítico, esteárico,
araquídico, behênico, lignocérico); monoinsaturados (palmitoleico e oleíco);
poliinsaturados (linoléico e linoléncico);
• Acidez livre;
• Teor de água e Voláteis;
• Matéria insaponificável;
298
• Índice de peróxidos;
• Cor;
• Sabões;
• Ponto de Fulgor;
• Ponto de Fumaça;
• Lecitina.
2.21. SOJA:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete;
m.
Peneira com crivos circulares de 3,00 mm de diâmetro.
2.22. TOMATE:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d.
Estilete;
e.
Grades de classificação com diâmetros de 40 a 100 mm.
2.23. TRIGO:
a. Mesa de classificação individual;
b.
Cadeira ergonômica;
c.
Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas
propriedades dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de
amostra, com compensação automática de temperatura e teor de água, painel
alfanumérico com instruções em língua portuguesa, execução automática de
autoteste, permitindo acoplamento em equipamento de informática. Admite-se,
por um período de doze meses após a publicação desta Instrução, a utilização do
determinador de teor de água universal;
d.
Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
299
e.
Caladores e sondas;
f.
Homogeneizador;
g.
Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h.
Pinça com ranhuras na ponta;
i.
Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j.
Embalagem para acondicionamento de amostras;
k.
Lacres;
l.
Estilete;
m.
Peneira com crivos oblongos nas dimensões de1,75mm x 20,00mm, com
espessura de chapa de 0,72 mm;
n.
Balança de peso hectolitro com peso padrão para calibragem e demais
acessórios.
300
7.4 APÊNDICE D
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO
SECRETARIA DE APOIO RURAL E COOPERATIVISMO
INSTRUÇÃO NORMATIVA SARC Nº 7, DE 10 DE SETEMBRO DE 2002.
O SECRETÁRIO DE APOIO RURAL E COOPERATIVISMO DO
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO, no uso da
atribuição que lhe confere o inciso III, do art. 11, do Decreto nº 3.527, de 28 de junho
de 2000, tendo em vista o disposto na Lei nº 9.972, de 25 de maio de 2000, no Decreto
nº 3.664, de 17 de novembro de 2000, e o que consta do Processo nº
21000.000667/2001-71, resolve:
Art. 1º Incluir, no Anexo III, da Instrução Normativa SARC/MAPA nº 002, de 5
de março de 2001, a relação dos equipamentos mínimos a serem utilizados na
classificação do Café Beneficiado, Juta, Malva, Mamona, Sisal e Sorgo, na forma do
contido no Anexo da presente Instrução Normativa.
Art. 2º Dar nova redação à alínea "c", dos itens 2.7; 2.8; 2.9; 2.12; 2.15; 2.17;
2.19; 2.21; 2.23, e à alínea "d", dos itens 2.4; 2.5 e 2.11, do Anexo III, da IN
SARC/MAPA nº 002/01, as quais passarão a vigir com a seguinte redação:
Estufa ou
outro aparelho que dê resultado similar.
Art. 3º Excluir a cadeira ergonômica das exigências de credenciamento contidas
no Anexo III, da IN SARC/MAPA nº 002/01.
Art. 4º Esta Instrução Normativa entra em vigor na data de sua publicação.
RINALDO JUNQUEIRA DE BARROS
301
RELAÇÃO DE EQUIPAMENTOS A SEREM INCLUÍDOS NO ANEXO III, DA IN
SARC/MAPA Nº 002/01
ANEXO III
INSTALAÇÕES E EQUIPAMENTOS MÍNIMOS PARA A CLASSIFICAÇÃO
DE PRODUTOS VEGETAIS
1. INSTALAÇÕES:
1.1. As instalações dos postos de serviço devem atender aos requisitos mínimos
necessários para o bom desempenho dos serviços de classificação;
1.2. O espaço físico deve ser adequado de forma a permitir o deslocamento e a
distribuição de pessoal e equipamentos e possuir luminosidade e aeração adequados á
execução dos serviços
2. EQUIPAMENTOS:
2.1. ALGODÃO EM CAROÇO:
a) Régua graduada para medição de fibra;
b) Determinador de teor de água para fibras;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Mesa de classificação de cor preta fosca ou cinza escuro;
e) Cadeira ergonômica
2.2. ALGODAO EM PLUMA:
a) Ar condicionado;
b) Iluminação artificial mediante a instalação de luminárias com lâmpadas
fluorescentes, para que se tenha o efeito da luz do dia, com intensidade de luz entre 80 e
90 lumens, aferida por meio do aparelho luxímetro, posicionado sobre qualquer ponto
da mesa de classificação;
c) A distância entre as luminárias e as paredes mais próximas, e a altura entre a
luminária e a banca de classificação devem garantir a uniformidade da intensidade de
luz exigida;
d) A tonalidade das paredes deve ser de cor cinza muito claro ou branco acinzentado
(fosco);
e) Teto falso igual á cor das paredes;
f) Piso preferencialmente preto ou em cor que não interfira na classificação visual;
g) Móveis com a mesma cor das paredes ou pretos;
h) Bancada ou mesa de cor preta fosca ou cinza escuro para exposição da pluma de
algodão possuindo as seguintes dimensões
-Comprimento mínimo de 4,00 m;
-Largura de 0,90 a 1,00 m;
-Altura de 0,80 a 0,90 m
i) Temperatura ambiente em tomo de 22º C;
j) Umidade relativa do ar em tomo de 75%;
k) Altura do piso ao teto de 2,80 a 3, 10 m;
302
I) Exaustores instalados a uma altura de 0,60 a 1,00 m em relação ao piso, ou de forma
que se garanta a salubridade do ambiente;
m) Conjunto completo do Padrão Físico;
n) Estante ou balcão para os padrões físicos;
o) O uniforme do classificador deverá ser de textura leve, de preferência de algodão, na
cor cinza neutra;
p) Equipamentos facultativos Fibrógrafo, Shirley Analyser e HVI;
q) Sala de aclimatação das amostras;
r) Sala de recepção das amostras.
2.3. ALHO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d)Embalagem para acondicionamento de amostras;
e)Lacres;
f) Estilete;
g)Grades de classificação de 32 a 56 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.4. AMENDOIM:
a) Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização de análise de micotoxina;
b) Mesa de classificação individual;
c) Cadeira ergonômica;
d) Determinador de teor de água cujo principio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
e) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
f) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais;
g) Caladores e sondas;
h)Homogeneizador;
i) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
j) Pinça com ranhuras na ponta;
k)Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
l) Embalagem para acondicionamento de amostras;
m) Lacres;
n) Estilete.
2.5. ARROZ:
a) Mesa de classificação individual;
b) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
c) Cadeira ergonômica;
303
d) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática Admite-se,por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
e) Engenho de provas com jogo de trieur;
f) Paquímetro dig{tal com precisão de 0,01 mm;
g) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
h) Peneira com crivos circulares de 1,60 mm de diâmetro;
i) Caladores e sondas;
j) Homogeneizador;
k)Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
l) Pinça com ranhuras na ponta;
m) Embalagem para acondicionamento de amostras;
n) Lacres;
o) Placas polarizadoras para classificação de arroz parboilizado
2.6. BATATA:
a) Mesa de classificação individual;
b) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
c) Cadeira ergonômica;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
d) Embalagem para acondicionamento de amostras;
e) Lacres;
f) Estilete;
g) Grades de classificação de 33 a 85 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.7. CANJICA DE MILHO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
304
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Peneiras com crivos circulares de 5,66 mm; 4, 76 mm e 4,00 mm.
2.8. CAROÇO DE ALGODÃO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores para amostras e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador;
h) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
i) Embalagem para acondicionamento de amostras;
j) Lacres;
k) Estilete.
2.9. CASTANHA DO BRASIL:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água de castanha do Brasil -marca HYGRON -GEHAKA.
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Coletor de amostras tipo PELICANO;
f) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
g) Pinça de inox com ranhuras nas pontas;
h) Bandejas receptoras para 453 gramas de frutos;
i) Embalagem para acondicionamento de amostras;
j) Lacres;
l) Guilhotina de mesa para corte;
m) Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização de análise de micotoxina;
2.10. CEBOLA:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão. com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
305
d) Embalagem para acondicionamento de amostras;
e) Lacres;
f) Estilete;
g) Grades de classificação de 35 a 90 mm de diâmetro ou paquímetro digital.
2.11. CEVADA INDUSTRIAL:
a) Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização de análise de proteína e poder germinativo;
b) Mesa de classificação individual;
c) Cadeira ergonômica;
d) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
e) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
f) Caladores e sondas;
g) Homogeneizador;
h) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
i) Pinça com ranhuras na ponta;
j) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
k) Embalagem para acondicionamento de amostras;
l) Lacres;
m) Estilete;
n) Peneira com crivos oblongos de 2,20 e 2,50 mm de largura
2.12. ERVILHA:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais; com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
306
k) Lacres;
l) Estilete;
m) Peneira de crivos circulares de 3,00 mm.
2.13. FARELO DE SOJA:
Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização das seguintes análises:
- teor de água;
- proteína;
- gordura residual;
- cinzas;
- fibras;
- insolúveis em ácido clorídrico;
- matérias estranhas; e
- atividade ureática.
2.14. FARINHA DE MANDIOCA
Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização das seguintes análises:
- teor de água;
- acidez;
- cinzas;
- amido
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Caladores e sondas;
e) Homogeneizador;
f) Ouarteador com no mínimo 16 canaletas;
g) Pinça com ranhuras na ponta;
h) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
i) Embalagem para acondicionamento de amostras;
j) Lacres;
k) Peneiras ABNT nrº 10, 18 e 200 com abertura de 2,0; 1,0 e 0,074 mm
respectivamente e com diâmetro do aro de 20 cm.
2.15. FEIJÃO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
307
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Ouarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Estilete
2.16. KIWI:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Embalagem para acondicionamento de amostras;
e) Lacres;
f) Estilete;
g) Refratômetro
2.17. LENTILHA:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Estilete;
m) Peneiras de crivos circulares de 3,00 mm, 5,00 mm e 6,00 mm de diâmetro.
2.18. MAÇÃ:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
308
d) Embalagem para acondicionamento de amostras;
e) Lacres;
f) Estilete;
g) Penetrômetro;
h) Jogo de anéis calibradores de 35 a 85 mm ou paquímetro digital
2.19. MILHO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Estilete;
m) Peneiras com crivos circulares de 5,00 mm de diâmetro;
n) Balança de peso hectolitro com peso padrão para calibragem e demais acessórios
2.20. ÓLEO DE SOJA:
a) Laboratório próprio ou contratado registrado junto ao Ministério da Agricultura e do
Abastecimento para realização das seguintes análises:
- Densidade;
- Índice de refração;
- Índice de iodo;
- Índice de saponificação;
- Percentual de ácidos graxos saturados (mirístico, palmítico, esteárico, araquídico,
behênico, lignocérico); monoinsaturados (palmitoleico e oleíco); poliinsaturados
(linoléico e
linoléncico);
- Acidez livre;
- Teor de água e Voláteis;
- Matéria insaponificável;
- Índice de peróxidos;
- Cor;
- Sabões;
- Ponto de Fulgor;
- Ponto de Fumaça;
309
- Lecitina.
2.21. SOJA:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no minimo16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Estilete;
m) Peneira com crivos circulares de 3,00 mm de diâmetro.
2.22. TOMATE:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Estilete;
e) Grades de classificação com diâmetros de 40 a 100 mm.
2.23. TRIGO:
a) Mesa de classificação individual;
b) Cadeira ergonômica;
c) Determinador de teor de água cujo princípio de medição baseia-se nas propriedades
dielétricas do grão, leitura digital, com pesagem automática de amostra, com
compensação automática de temperatura e teor de água, painel alfanumérico com
instruções em língua portuguesa, execução automática de autoteste, permitindo
acoplamento em equipamento de informática. Admite-se, por um período de doze meses
após a publicação desta Instrução, a utilização do determinador de teor de água
universal;
c) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
(Alterado pela INT nº 7 de 10/09/2002)
d) Balança eletrônica de precisão; com painel digital que utilize, no mínimo, duas casas
decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Caladores e sondas;
310
f) Homogeneizador;
g) Quarteador com no mínimo 16 canaletas;
h) Pinça com ranhuras na ponta;
i) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
j) Embalagem para acondicionamento de amostras;
k) Lacres;
l) Estilete;
m) Peneira com crivos oblongos nas dimensões de 1, 75 mm x 20;00 mm, com
espessura de chapa de 0, 72 mm;
n) Balança de peso hectolitro com peso padrão para calibragem e demais acessórios.
1 - Equipamentos mínimos para a classificação e degustação de Café Beneficiado
a) Mesa ou bancada ou móvel similar para a classificação física e mesa rotativa
para provas de xícara;
b) Banco ou cadeira para a mesa de classificação física e para a mesa de provas de
xícara;
c) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
d) Balança eletrônica de precisão que utilize, no mínimo, duas casas decimais, com
capacidade de pesagem adequada ao produto;
e) Jogos de peneiras de números 10 a 20 para os cafés "chatos" e de 08 a 13 para os
cafés "mocas";
f) Descascador;
g) Calador;
h) Determinador de teor de água;
i) Torrador;
j) Moinho;
l) Bandejas metálicas com local para o cartão de identificação e capacidade
aproximada de 300 gramas de café;
m) Xícaras, em louça ou pirex transparente, com capacidade para 100 ou 150ml;
n) Fogão e Chaleiras;
o) Colheres em forma de conchas, em prata ou aço inoxidável;
p) Cuspideira;
q) Prateleiras ou arquivo para guarda de amostra;
r) Latas para amostra;
s) Suprimento de água adequada aos testes;
t) Coifa com instalação de exaustores;
u) Cartolinas pretas, medindo 50 x 40 centímetros, etiquetas e lacres;
2 - Equipamentos mínimos para a classificação da Fibra de Juta, Malva e Sisal
a) Determinador de teor de água para fibras;
b) Régua graduada, trena ou metro para medição da fibra.
3 - Equipamentos mínimos para a classificação de Mamona
a) Mesa ou bancada para classificação;
b) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Caladores e sondas;
e) Homogeneizador e quarteador;
311
g) Pinça;
h) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
a) Embalagem para acondicionamento de amostras e lacres;
4 - Equipamentos mínimos para a classificação de Sorgo
a) Mesa ou bancada para classificação;
b) Estufa ou outro aparelho que dê resultado similar;
c) Balança eletrônica de precisão, com painel digital que utilize, no mínimo, duas
casas decimais, com capacidade de pesagem adequada ao produto;
d) Caladores e sondas;
e) Homogeneizador e quarteador;
g) Pinça;
h) Luminária de mesa dotada de lâmpadas frias;
i) Embalagem para acondicionamento de amostras e lacres;
l) Peneiras com crivos circulares de 2,2 mm de diâmetro.
(Itens incluídos pela Instrução Normativa nº 7 de 02/09/2002)
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