Avaliação do desempenho de um picador florestal em diferentes layouts e condições operacionais

Abstract

Atualmente a biomassa florestal é a segunda fonte da matriz energética do setor de árvores plantadas (14%) ficando atrás, apenas do licor negro. Esse recurso está sendo fortemente empregado visando a substituição dos combustíveis fósseis, gerando benefícios ambientais, sociais e econômicos. Trabalhos relacionados a utilização de biomassa residual no Brasil ainda são escassos, assim, o presente estudo teve como objetivo estabelecer indicadores operacionais de uso do tempo do picador na atividade, tais quais, disponibilidade mecânica (DM%), taxa de utilização do tempo disponível (TUTD%) e taxa de utilização do tempo programado (TUTP%) e também avaliar a influência dos layouts de pátio e operadores do carregador e picador sobre o desempenho do cavaqueamento de biomassa residual de Pinus taeda L. O estudo foi realizado no município de Telêmaco Borba (PR) através de um delineamento experimental de blocos casualizados (DBC) onde foi possível testar três diferentes layouts de pátio, sendo eles na conformidade padrão da empresa, em L e em U. Para a coleta dos dados utilizou-se um estudo de tempo e movimento em nível de ciclos, onde cada ciclo é um caminhão carregado de biomassa, o aplicativo Time Motion Study versão 2.3 foi utilizado no estudo. Além dos tempos produtivos e interrupções ocorridos no picador, foi contabilizado o número de garradas utilizado para completar cada ciclo, o peso líquido de biomassa residual que saía de cada pátio e o tempo de experiência dos operadores que atuaram no teste. A disponibilidade mecânica (DM%) encontrada para os layouts padrão em L e em U, foram respectivamente 95,6%, 94,1% e 67,2%, a baixa disponibilidade do para o layout em U não está relacionada ao layout, mas a necessidade sistemática de manutenções e outros fatores do processo, os quais não foram controlados. A TUTD evidenciou que não houve atrasos significativos relacionados a operação e operador durante o período estudado. Foi possível determinar os fatores influentes na produtividade do sistema de cavaqueamento sendo eles os diferentes operadores do carregador (p < 0,01) e diferentes operadores do picador (p = 0,03). O efeito dos layouts não foi significativo (p = 0,18). Os operadores do carregador, considerando todos os layouts, apresentaram média de produtividade de 82,7 t PMH0 -1, tempo efetivo por ciclo de 21,8 minutos, massa de 28,19 toneladas e 62 garradas para completar o ciclo. Já os operadores do picador, obtiveram uma média na produtividade de 85,2 t PMH0 -1, uma massa de 28,6 toneladas por ciclo e tempo efetivo de 20,9 minutos. A fim de resultados mais precisos é recomendável estudos de amplo escopo para o acompanhamento dos indicadores operacionais. Para futuras replicações desse estudo, é importante o controle das variáveis operador, distância entre os pátios e também a configuração utilizada no cavaqueador.

Currently, forest biomass is the second source of the energy matrix in the planted tree sector (14%), second only to black liquor. This resource is being heavily employed to replace fossil fuels, generating environmental, social, and economic benefits. Studies related to the use of residual biomass in Brazil are still scarce. Therefore, the present study aimed to establish operational indicators for the use of chipper time in the activity, such as mechanical availability (DM%), rate of utilization of available time (TUTD%), and rate of utilization of scheduled time (TUTP%). The study also aimed to evaluate the influence of yard layouts and loader and chipper operators on the chipping performance of residual biomass from Pinus taeda L. The study was conducted in the municipality of Telêmaco Borba (PR) using a randomized block experimental design (DBC), where three different yard layouts were tested: the standard layout of the company, L-shaped, and U-shaped. Data collection was carried out using a time and motion study at the cycle level, where each cycle represents a truck loaded with biomass. The Time Motion Study application version 2.3 was used for the study. In addition to the productive times and interruptions that occurred in the chipper, the number of grabs used to complete each cycle, the net weight of residual biomass leaving each yard, and the experience time of the operators who participated in the test were recorded. The mechanical availability (DM%) found for the standard, L-shaped, and U-shaped layouts were 95.6%, 94.1%, and 67.2%, respectively. The low availability for the U-shaped layout is not related to the layout itself but to the systematic need for maintenance and other process factors that were not controlled. The TUTD showed that there were no significant delays related to the operation and operator during the study period. It was possible to determine the influencing factors on the chipping system's productivity, namely the different loader operators (p < 0.01) and different chipper operators (p = 0.03). The effect of the layouts was not significant (p = 0.18). The loader operators, considering all layouts, had an average productivity of 82.7 tons PMH0-1, an effective time per cycle of 21.8 minutes, a mass of 28.19 tons, and 62 grabs to complete the cycle. The chipper operators achieved an average productivity of 85.2 tons PMH0-1, a mass of 28.6 tons per cycle, and an effective time of 20.9 minutes. In order to obtain more accurate results, it is recommended to conduct comprehensive studies to monitor operational indicators. For future replications of this study, it is important to control the variables of the operator, distance between yards, and the configuration used in the chipper.