Por Leonardo Gottems

Como funcionam os sistemas híbridos em máquinas agrícolas

As máquinas agrícolas, na figura do trator, surgiram originalmente na Europa com o intuito de tracionar, ou seja, puxar ferramentas pesadas, como arados e afins. No Brasil, o primeiro trator totalmente feito no País surgiu em 1960, mas foi somente a partir da década de 1990, com a abertura da economia nacional e a redução das taxas de importação (de 32,1%, em 1990, para 13,1%, em 1995), que esses maquinários ganharam notoriedade.

Com o tempo, a ideia de tracionar – que aliás deu o nome ao “tractor” –, foi sendo ultrapassada, segundo afirma José Paulo Molin, que é Professor Associado do Laboratório de Agricultura de Precisão (LAP). De acordo com ele, os tratores passaram a ter a função de “acionar”, ou seja, fazer com que ferramentas como plantadoras e pulverizadores funcionassem a partir da sua força e de seu motor.

“O trator deixou de apenas tracionar as coisas para acionar quando surgiu a tomada de potência (TDP) e logo a após a tomada de três pontos e também o levante hidráulico. Então a ferramenta atrás do trator passou a ser acoplada e não mais arrastada. Isso foi um grande mudança, um enorme avanço”, comenta.

No entanto, mesmo importante, esse não parece ser o único avanço destacado pelo professor. Ele explica que, a partir do ano de 2015, começou a notar que os tratores na Europa estavam migrando para a hibridização, que consiste na integração entre a hidráulica, eletrônica e a elétrica. “Nós aprendemos a lidar com a hidráulica, mas a sinalização agora é de que têm métodos mais eficientes, mais controláveis. Entra o acionamento elétrico”, completa.

O sistema híbrido, principalmente a tecnologia diesel-elétrica, defendida por muitos especialistas, consiste em um motor diesel conectado a um gerador para proporcionar a eletricidade necessária, tanto aos componentes de potência quanto aos sistemas auxiliares. O argumento usado é de que esse tipo de sistema oferece vantagens inclusive em relação ao sistema mecânico convencional, por exemplo, ao usar apenas o motor elétrico e as cargas da bateria quando o trator estiver parado, em marcha lenta ou alimentar o condicionador de ar.

“O acionamento elétrico implica em converter potência lá do motor em eletricidade e fazer acionamentos não mais por hidráulico ou TDP. Acho que nós vamos evoluir rápido para isso porque ele é mais automatizado, é perfeitamente controlado e compacto, sem os famosos vazamentos que os hidráulicos sempre têm”, indica.

Molin explica que, atualmente, são as semeadoras que estão definindo o modelo de trator a ser usado pelo agricultor, papel que os arados e as grades definiram no passado. Contudo, as semeadoras estão cada vez mais eletrificadas, com motores elétricos individuais para cada uma de suas 46 linhas, por vezes. “Nenhum trator disponível no mercado brasileiro tem a capacidade de acionar esse tipo de semeador, porque não foram equipados com a eletrificação. Então eu acredito que é evidente essa necessidade, isso falando somente do trator”, conta.

Brasil x Europa

Segundo o que informou Marcos Werner, supervisor de Marketing de Produto Colheitadeira na AGCO América do Sul, o uso no Brasil do conceito de processamento híbrido começou bem tímido em meados de 2008, atendendo inicialmente a um nicho de mercado de máquinas destinadas a colheita de arroz. Apesar disso, uma possibilidade maior de disseminação acabou sendo vislumbrada na época.

“Por ser uma condição de movimentação de material bem agressiva com a máquina, vislumbrou-se naquela época a possibilidade de trabalhar com esse conceito para outros grãos, olhando também, é claro, a performance desse tipo de processamento na Europa, porém em outros cultivares”, afirma.

No que se refere a motorização, devido às elevadas cargas exigidas de uma máquina agrícola, e à deficiência do armazenamento de energia elétrica, sistemas híbridos se detêm ainda a protótipos, mesmo em países na vanguarda do desenvolvimento tecnológico. E, consequentemente, no Brasil. É isso que acreditam o professor José Fernando Schlosser e o graduando Junior Garlet Osmari do Laboratório de Agrotecnologia da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).

“Quanto à transmissão de potência de forma híbrida, tanto para tração quanto para acionamento de subsistemas, já temos alguns produtos entrando no mercado. No entanto, crescerá nos próximos anos com a utilização de pequenos geradores nas máquinas. Mas é necessário ficar atentos para avaliar as perdas na conversão de energia e não criar sistemas que apresentem essas perdas”, completam.

Apesar de o Brasil ter alguns produtos entrando no mercado, os pesquisadores da UFSM não veem ainda uma grande movimentação no setor. A explicação é de que, pelos trabalhos agrícolas executados no Brasil, muito exigentes em torque e potência, o desenvolvimento de altas demandas de tração é mais adequado aos meios de transmissão mecânica, ou seja, a base de engrenagens, por oferecerem mais eficiência energética. 

Com isso, o sistema hidráulico nesses modelos possui apenas funções mais básicas, e os acionamentos são, em sua maioria, mecânico e a eletrônica segue em paralelo à indústria automobilística e está crescendo muito em tratores e outras máquinas, seja para implementar conceitos de agricultura 4.0, como agricultura de precisão, conectividade e automação. A elétrica ainda está pouco desenvolvida, e precisará de mais tempo para ser aperfeiçoada e se provar eficiente em um ambiente tão exigente como o agrícola.

A primeira colhedora híbrida do Brasil foi lançada pela Massey Ferguson com a capacidade de iniciar o trabalho no campo antes e finalizar depois que as demais colhedoras. A colhedora híbrida ofereceu, na época do lançamento, três tipos de plataforma de alto desempenho, a Dynaflex 8250 (caracol), Dynaflex 9250 (draper), única do mercado, e a série 3000 (milho) todas destinadas para suportar o máximo desempenho no corte e recolhimento dos produtos. 

Mesmo sendo um produto com tecnologia avançada, de acordo com Werner, a aceitação do público vem sendo boa, já que esse conceito é o que consegue entregar a maior capacidade de processamento com menor perda de grãos, que é um fator decisivo na hora da compra. “Como a Massey Ferguson é a precursora desse tipo de processamento no Brasil, no que diz respeito a aceitação inicial percebeu-se que precisaríamos passar por uma quebra de paradigmas, visto que o pequeno e médio produtor só conhecia até então o sistema de saca palhas, há décadas no mercado. No entanto, hoje a performance já é reconhecida, o que torna muito mais fácil a comercialização das colhedoras, e também porque desde o lançamento o coração do sistema é o mesmo, apenas com pequenas modificações”, comenta ele.

“Entre Brasil e Europa, o conceito em termos gerais é o mesmo, ou seja, ambas são máquinas com trilha convencional e separação axial. Porém, esse conceito na Europa é utilizado em máquinas maiores, Classes VI e VII,e no Brasil, não só a Massey Ferguson como os outros fabricantes no mercado, utilizam esse sistema em máquinas IV e V, trazendo para o pequeno e médio produtor uma tecnologia de ponta, muito bem reconhecida na Europa”, completa. 

Na Europa, no entanto, existem outras duas vertentes crescendo, que são os motores totalmente elétricos e também aqueles maquinários de motor interno a diesel totalmente convertidos. Molim indica que esses são outros caminhos que estão um pouco mais distantes do Brasil, mas que estão se desenhando para sistemas totalmente autônomos. “O trator elétrico, com potência elétrica é outra vertente, é outro desafio que está acontecendo em paralelo”, afirma. 

Em relação à conversão, o executivo explica que há hoje dois grandes caminhos para irem os tratores e as máquinas. “Um deles é o motor de combustão interna convertendo 100% de sua potência em energia elétrica, que é o modelo da locomotiva moderna a diesel, ela converte toda a potência em energia elétrica e os acionamentos são todos elétricos e todos com a máxima eficiência e atendendo a demanda. A outra vertente são as células fotovoltaicas, ou veículo agrícola elétrico movido a baterias, aí entra a energia solar que pode promover uma autonomia energética, carregando as baterias enquanto o trator trabalha, mas isso é muito para o futuro ainda”.

Futuro

Para os pesquisadores da UFSM, pouca coisa mudará do estágio que temos agora nos próximos cinco anos. “O que virá pela frente depende do grau de influência que os mercados mais desenvolvidos oferecerão nos seus países de origem. Mas sem dúvida, tudo que tiver sucesso será o que for mais eficiente, com menores custos e, em segundo plano com maior conforto. A restrição crescente da mão de obra também influenciará a expansão da automação, o que é tendência também em outros setores”, garantem.

“Se fosse apostar, diríamos que tratores essencialmente mecânicos sempre terão seus nichos e nunca desaparecerão. Os tratores com itens hidráulicos aumentarão, principalmente pela versatilidade que eles oferecem. Os pacotes tecnológicos hoje concentrados em modelos de maior potência, serão encontrados em modelos menores também. Quanto à eletrônica, certamente teremos um embate nos próximos anos quanto à vida útil de itens eletrônicos e à dependência externa dos sistemas eletrônicos, principalmente software e hardware, mas tudo caminha para um aperfeiçoamento e maior empregabilidade da eletrônica”, acreditam.

Para Werner, na busca por excelência em colheita, no que tange a conceitos, estamos bem avançados. “Os próximos passos diria que seriam a otimização de componentes e sistemas específicos, buscando tirar o máximo de desempenho e entregar um valor de colheita para o cliente, seja esse um valor rentável ou um valor agronômico”, diz.

Isso porque, ele crê que a integração desses três pilares é essencial para um bom funcionamento de uma máquina agrícola, pois a mecânica vem para fazer o serviço pesado, a hidráulica para agilizar e minimizar o esforço da máquina, e a eletrônica para fazer os dois conversarem e poder tirar o máximo de proveito do produto. “Por isso cada vez mais as máquinas serão carregadas de componentes eletroeletrônicos, visto que eles vêm para monitorar e aumentar a eficiência do equipamento a cada colheita”, conclui.

Por Leonardo Gottems

Produção de proteína aliada ao plantio de árvores compensa emissões

A pecuária tem sido apontada por ativistas como sendo uma das principais fontes emissoras de gases de efeito estufa (GEE), especialmente por causa do gás metano gerado no processo de digestão dos ruminantes. No entanto, vários estudos comprovam que a atividade é capaz de compensar suas emissões ao integrar a produção de proteína com o plantio de árvores e o manejo adequado das pastagens, entre outras técnicas.

De acordo com a organização sem fins lucrativos O Eco, gases do efeito estufa são aqueles que envolvem a Terra e têm como principal característica absorver parte da radiação infravermelha refletida pela superfície terrestre, impedindo que a radiação escape para o espaço e aqueça a superfície da Terra. Nesse sentido, os principais são os gases carbônico e metano.

Segundo o Painel Intergovernamental de Mudanças do Clima, o CO2 é o principal “culpado” pelo aquecimento global, sendo o gás de maior emissão (aproximadamente 78%) pelos humanos. O gás metano (CH4) é produzido pela decomposição da matéria orgânica. É abundante em aterros sanitários, lixões e reservatórios de hidrelétricas, e também pela criação de gado (a pecuária representa 16% das emissões mundiais de gases de efeito estufa) e cultivo de arroz.

O controle do carbono é mais simples. Basta aplicar o chamado “sequestro de carbono”, que pode ser realizado de forma natural ou artificial. Nos oceanos, florestas e outros locais, os organismos, por meio de fotossíntese, capturam o carbono e lançam oxigênio na atmosfera. São exemplos o reflorestamento e o sequestro geológico de carbono, uma forma de devolver o gás para o subsolo – onde é comprimido, transportado e depois injetado em um reservatório geológico.

O caso do metano é considerado mais complicado, já que a redução da emissão está ligada à melhoria da dieta do gado, com uma nutrição dos animais que minimizam as perdas de nutrientes, à melhoria dos pastos, à fertilização adequada dos solos e outras medidas que reflitam numa produção mais eficiente. No entanto, o lixo segue sendo uma fonte importante de metano. A prática de queima utilizada em lixões e aterros já assegura um benefício ambiental por transformar metano em dióxido de carbono que, como mencionado, é mais fácil de ser sequestrado e menos nocivo.

Pesquisa

Buscando aliviar as emissões dos gases de efeito estufa na produção agrícola do Brasil, pesquisadores da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) desenvolveram protocolo a ser seguido por fazendas interessadas em produzir carne mitigando os impactos causados por essas emissões. A entidade afirma que essas diretrizes são baseadas em experimentos com medições e estimativas de emissão e absorção de carbono-equivalente envolvidas na pecuária.

O resultado foi o protocolo “Carne Carbono Neutro (CCN)”, que tem como base os sistemas de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF), ou silvipastoris.  “A CCN está baseada nesse protocolo, um conjunto de normas que devem ser seguidas pelos produtores e atestadas por uma certificadora credenciada pela Embrapa,” resume a pesquisadora Fabiana Villa Alves.

A principal exigência dessas diretrizes é a essencial presença de árvores no processo produtivo. “A ILPF promove a recuperação de áreas de pastagens degradadas agregando, na mesma propriedade, diferentes sistemas produtivos, como os de grãos, fibras, carne, leite e agroenergia. Busca melhorar a fertilidade do solo com a aplicação de técnicas e sistemas de plantio adequados para a otimização e a intensificação de seu uso. Assim, permite a diversificação das atividades econômicas na propriedade e minimiza os riscos de frustração de renda por eventos climáticos ou por condições de mercado”, explica o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa).

Em experimentos de longa duração, pesquisadores concluíram que o ideal é manter entre 200 e 400 árvores por hectare para neutralizar as emissões de metano de um a três bovinos adultos por ano, considerando que geralmente apenas metade dessas árvores são destinadas para produção de madeira serrada, que é o que efetivamente entra no cálculo de neutralização de acordo com o protocolo CCN. 

“A integração, sendo bem feita, gera lucratividade bem interessante”, atesta o engenheiro florestal Moacir Reis, diretor da fazenda Boa Aguada, do grupo Mutum, e presidente da Associação Sul-Mato-Grossense de Produtores e Consumidores de Florestas Plantadas (Reflore MS). O gestor é da opinião de que, quando se trabalha com um único produto, a atividade fica muito vulnerável aos riscos econômicos, o que se reduz com a diversificação de renda.

Sustentável 

Além da ILPF, que é a mais comum, outras técnicas também promovem uma agricultura de baixo carbono. Uma delas é a conservação de solo. De acordo com a Embrapa, conservação do solo representa o conjunto de práticas agrícolas destinadas a preservar a fertilidade química e as condições físicas e microbiológicas do solo.

“A maior parte dessas medidas coincidem com aquelas recomendadas para o preparo do solo, como o uso de cobertura morta, o plantio em nível e a redução do uso de máquinas e implementos”, diz a entidade.

Isso porque, segundo artigo de Ildegardis Bertol, que é professor titular de uso e conservação do solo no Departamento de Solos da Universidade do Estado de Santa Catarina, até a década de 1960, predominou no Brasil o regime colonial de exploração das terras, em pequenas áreas, em que o preparo mecânico do solo era pouco agressivo. “O manejo do solo iniciava com a eliminação da vegetação nativa, seguida de preparo mecânico com tração animal, semeadura manual ou com tração animal e terminava com a queima dos resíduos após a colheita”, indica ele. 

Com esse desgaste, outra prática bastante usada é o plantio direto, que consiste no processo de semeadura sem ter o solo revolvido. “O plantio direto é uma técnica de cultivo conservacionista em que o plantio é efetuado sem as etapas do preparo convencional da aração e da gradagem. Nessa técnica, é necessário manter o solo sempre coberto por plantas em desenvolvimento e por resíduos vegetais. Essa cobertura tem por finalidade proteger o solo do impacto direto das gotas de chuva, do escorrimento superficial e das erosões hídrica e eólica. 

Indo mais a fundo e além do solo e do plantio, a recuperação das pastagens degradadas também é fundamental para o meio ambiente e para aumentar os lucros dos produtores. De acordo com o Serviço Nacional de Aprendizagem Rural (SENAR), pastagens degradadas são sinônimo de forragens pobres e solo erodido.

“Nas décadas mais recentes, com a exaustão dessa fertilidade, os produtores iniciaram trocas sucessivas de espécies forrageiras por outras menos exigentes em fertilidade, e consequentemente com menor produtividade, até o ponto em que mesmo essas espécies menos exigentes, como o capim-braquiária, não conseguem sobreviver”, diz a Embrapa.

“A possibilidade de sustentabilidade econômica de um sistema em que as pastagens estão degradadas é muito pequena. Então, há necessidade da tomada de decisão para reversão do problema, escolhendo-se a reforma ou a recuperação dos pastos degradados. 

Implantação

Para o produtor que quiser implantar a ILPF ou a ILP (Integração-Lavoura-Pecuária), não basta apenas plantar as árvores e distribuir o gado nas lavouras, existem métodos e certificações que garantem uma melhor eficácia. “Caso o produtor pense em implantá-lo em uma área de pastagem, deve ter o cuidado de colocar os animais somente quando as árvores estiverem com, no mínimo, seis centímetros de diâmetro. Essa medida assegura que a entrada dos animais no sistema não causará danos às árvores, diminuindo o valor comercial da madeira que será produzida. É também exigida a apresentação do inventário florestal anual contínuo, para fins de monitoramento do sequestro de carbono”, indica a Embrapa.

“Com finalidade semelhante, é obrigatório o registro dos teores de carbono no solo, por meio de amostragens bianuais. Esses valores não podem diminuir ao longo do tempo. Plantas invasoras na área da pastagem devem ser controladas, e o produtor deve fazer a reposição de nutrientes no solo. Caso haja excedente de pastagem, outros animais poderão pastejar na área CCN desde que seja respeitada a lotação máxima e que os animais estejam devidamente identificados. Já os animais do Programa CCN não devem pastejar em áreas não certificadas”, completa.

Para uma maior eficiência, a fonte principal de alimentação para os animais deve ser o pasto, e eles devem ser suplementados o ano todo. A suplementação alimentar não deve exceder a taxa de 2% do peso vivo, sendo permitida a terminação com suplementação (“confinamento à pasto”) por até 105 dias. A água fornecida aos animais deve ser de boa qualidade e por fluxo corrente ou, na impossibilidade, por renovação frequente.

“A CCN é uma tecnologia genuinamente brasileira. Não fomos atrás e soluções do exterior, pelo contrário, somos referência para especialistas que vêm de outros países conhecer nossa tecnologia”, orgulha-se Fabiana Villa, ressaltando que o trabalho brasileiro tem embasado programas de mitigação de GEE na pecuária de outros países, como Austrália e Argentina.

Conseguir essa certificação não é simples, mas a Embrapa garante que o retorno é bastante promissor. O mercado da carne vermelha é de 13,2 milhões de toneladas anuais exportadas. Só o Brasil exportou 2,2 milhões, em 2019. “O mercado para uma carne especial como da CCN é favorável, assim como é crescente o número de consumidores que exigem qualidade e sustentabilidade dos produtos. Grupos frigoríficos têm se interessado e acompanhado a evolução da produção da CCN”, indica.

O pesquisador da Embrapa Gado de Corte, Roberto Giolo, acredita que a carne brasileira será beneficiada com o selo CCN e atingirá mercados mais exigentes, tanto o interno quanto o o externo, podendo aumentar a exportação brasileira. Entre os potenciais clientes estão países da Europa. 

“O programa é inovador e com grande potencial,” aposta Fabian Perez Gonçalves, da empresa SGS de serviços de certificação. Sergio Pimenta, da certificadora SBC, disse que ficou surpreso com a base tecnológica e científica do protocolo CCN. “É bem ampla e nunca vi algo tão detalhado. São muitos conceitos, e o selo vai incentivar produtores a adotarem as tecnologias necessárias,” declara. A SBC opera vários protocolos no Brasil e é a maior certificadora de animais de rastreamento para exportação.

Sucesso

Um caso utilizado como exemplo pela própria Embrapa e divulgado através da Rede ILPF, que presta serviços de informação para produtores que desejam implantar essa tecnologia no Brasil todo, é o da propriedade em Rondônia, a “Fazenda Dom Aro”. “Chegamos à conclusão no momento, que remonta há cinco anos, que não tinha outra decisão. Nós na verdade só tínhamos três alternativas: deixar tudo como estava e ir levando a meia boca; usar agroquímicos e reduzir o rebanho enormemente; ou dar uma parada no processo e começar a reestabelecer dentro dos princípios modernos das técnicas agronômicas”, comenta Giocondo Vale, pecuarista e proprietário da fazenda.

De acordo com ele, integrar a lavoura junto com a pecuário foi fundamental para pagar os custos desta reestruturação. No entanto, Vale não pensou apenas no lucro, investiu muito também na parte ambiental da sua fazenda. O pecuarista afirma que fez o caminho inverso da maioria, primeiro acreditou no meio ambiente, para depois começar a produzir.

“Eu fiz uma opção inversa. Optei primeiro por consolidar a parte ambiental, porque há tempos a gente já percebeu os possíveis problemas com a legislação e com o meio ambiente, então resolvi me antecipar a isso, porque é mais fácil fazer pelo bom senso. Dessa consolidação ambiental se estrutura o solo e agora nós vamos para a soja”, completa.

Com o solo degradado, Vale afirma que conseguia produzir meio animal por hectare de terra. Após a consolidação, produz três animais por hectare, fazendo suplemento no coxo na época da seca. “A evolução é excepcional”, conclui o produtor.