ESTIMATIVA DA ÁREA NECESSÁRIA NA PRODUÇÃO DA SOJA OBJETIVANDO A SUSTENTABILIDADE ENERGÉTICA UTILIZANDO O BIODIESEL

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1 ESTIMATIVA DA ÁREA NECESSÁRIA NA PRODUÇÃO DA SOJA OBJETIVANDO A SUSTENTABILIDADE ENERGÉTICA UTILIZANDO O BIODIESEL Claudia Assad Mello 1 Antonio Jose da Silva Maciel 2 Daniel Albiero 3 Admilson Írio Ribeiro 4 RESUMO O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo teórico da demanda energética em todas as operações envolvidas na produção da soja, com plantio direto, considerando o consumo de óleo diesel por hectare, e da produção total de óleo de soja por hectare utilizando o cultivar de soja BRS Torena, de modo que o volume de biodiesel produzido com este óleo, atenda às demandas de diesel em todo o processo produtivo da soja. O consumo de combustível nas operações foi determinado através de padrões ASAE. As características do cultivar, como teor de óleo, produtividade e densidade, foram obtidos através de consulta bibliográfica. Com este estudo foi possível concluir que a reserva de 8% de uma área plantada de soja é suficiente para obter a quantidade de biodiesel necessária para atender o consumo de combustível em todas as operações agrícolas no processo produtivo da soja. Palavras-chave: operações agrícolas, consumo de combustível, soja. 1- Engenheira Agrícola, Aluna de Mestrado, Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas - SP, e- mail:claudia@agr.unicamp.br. 2- Engenheiro Agrícola, Professor da Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas SP, amaciel@agr.unicamp.br. 3- EngenheiroAgrícola, Aluno de Mestrado, Faculdade de Engenharia Agrícola, UNICAMP, Campinas SP, e- mail: daniel.albiero@agr.unicamp.br. 4 - Admilson Írio Ribeiro, doutorando admilson@agr.unicamp.br. 935

2 1 INTRODUÇÃO: O óleo diesel é atualmente, um derivado de petróleo de grande dependência no Brasil, utilizado em sua maioria no setor de transportes, sendo que uma fração crescente deste produto tem sido importada. O programa de Biodiesel brasileiro surge como uma alternativa na diminuição da dependência dos derivados de petróleo, e como inclusão social, através da inserção da Agricultura Familiar no processo produtivo, tendo ainda a perspectiva de redução da emissão de gases poluentes. Tendo-se em conta o potencial agrícola brasileiro e os condicionantes ambientais mundiais, as alternativas de energia ecologicamente sustentáveis vêm sendo bastante discutidas, sendo que o biodiesel é uma delas. Através dos óleos vegetais ou gordura animal, e álcool etílico anidro em uma reação química denominada transesterificação é possível produzir o biodiesel e obter glicerina como co-produto..no que diz respeito à questão ambiental, tem-se que a emissão de dióxido de carbono (CO2) é reduzida em 7% com o uso da mistura B5, ou 9,5%, com B20 e, até, 46% com biodiesel puro (CARNEIRO, 2003). Além disso, o biodiesel possui outras características que representam vantagens sobre os combustíveis derivados do petróleo,tais como, enxofre virtualmente livre, ausência de compostos aromáticos e menor emissão de partículas(ferrari et.al, 2004) O Brasil é o segundo maior produtor de soja do mundo, com uma produção de 49,71 milhões de toneladas e recentemente, esta cultura vem crescendo também como fonte alternativa de combustível (EMBRAPA,2004), possibilitando que o país torne-se, gradativamente, um importante produtor e consumidor de biodiesel. Este trabalho tem por hipótese de que a quantidade de soja necessária para se produzir biodiesel que atenda a demanda energética de um hectare, seja menor do que a produtividade por hectare desta cultura.. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo teórico da demanda energética em todas as operações envolvidas na produção da soja, com plantio direto, considerando o consumo de óleo diesel por hectare, e da produção total de óleo de soja por hectare utilizando o cultivar de soja BRS Torena, de modo que o volume de biodiesel produzido com este óleo, atenda às demandas de diesel em todo o processo produtivo da soja. 2 MATERIAL E MÉTODOS (1) Cultura e Cultivar selecionados: A cultura selecionada para realizar este estudo foi a soja (Glycine Max (L.)Merril) e o cultivar selecionado foi o BRS Torena, desenvolvido pela 936

3 Embrapa. Este cultivar é recomendado para os estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Paraná. Seu teor de óleo é de 17,3%(EMBRAPA, 2004). Este não apresenta acamamento e é resistente à deiscência das vagens (EMBRAPA, 2004), o que proporcionam condições favoráveis à colheita mecanizada. Sua produtividade média é de 3370kg/ha (BERTAGNATO & BONATO). Sendo assim, é possível calcular a quantidade de óleo de soja em kg/ha, multiplicando a produtividade média pelo teor de óleo. Com a densidade do óleo de soja é possível calcular a quantidade em l/ha. (2) Máquinas selecionadas e suas características: Para a seleção dos equipamentos utilizados no manejo da cultura da soja, foi adotado o sistema de plantio direto, o qual permite um número de operações agrícolas menor do que o sistema de plantio convencional A primeira operação a ser realizada é a dessecagem da cobertura verde e para esta operação foi selecionado um trator de 55kW(75cv) com potência disponível na TDP de 48Kw (JOHN DEERE, 2005), junto a um pulverizador com uma vazão de 100 l/min (JACTO, 2005). A próxima operação realizada é a semeadura da soja, utilizando, um trator de 103kW (140cv) e potência disponível na TDP de 88Kw (JOHN DEERE, 2005), junto a uma semeadora de precisão com 13 linhas. Após o plantio, as operações seguintes realizadas incluem uma aplicação de inseticida, uma de fungicida e duas para a ferrugem da soja. Os equipamentos utilizados nestas operações são os mesmos utilizados na operação de dessecagem. A próxima operação é a da colheita, para qual é utilizada uma colhedora automotriz de 132,4kW (180cv) e com uma plataforma de corte de 5,8m (JOHN DEERE, 2005),. A última operação realizada é de semeadura de cobertura verde, para a qual, foi selecionado o mesmo trator utilizado na semeadura da soja, junto a uma semeadora de fluxo contínuo com 19 linhas. (3) Cálculo do consumo de combustível: o combustível utilizado pelas máquinas nestas operações agrícolas é o óleo diesel. Para o cálculo deste consumo, para cada operação, primeiramente, foi utilizado o padrão ASAE D497.3 (ASAE,1997), o qual descreve a seguinte fórmula pra calculo de consumo específico de óleo diesel: C = 2.64X (738X + 173) 1/2 (1) Onde, C é o consumo específico de óleo diesel em L/kWh; X é a razão entre a potência equivalente na TDP requerida na operação e a máxima potência disponível na TDP. Para saber qual o consumo de diesel em l/h, basta somente multiplicar o valor do consumo específico obtido pela potência equivalente na TDP, a qual depende de qual operação está sendo realizada. O valor da máxima 937

4 potência disponível na TDP das máquinas utilizadas em cada operação, são os mesmos valores para potência disponível na TDP, citados no item 2. Na operação de semeadura, tanto para a soja (semeadora de precisão) quanto para a cobertura verde (semeadora de fluxo contínuo), a fórmula que determina a força requerida pelo implemento para realizar esta operação, a qual consta no padrão ASAE D497.3 (ASAE, 1997), está descrita a seguir: D = F i [A +B(S) + C(S) 2 ] WT (2) Onde, D é a força requerida pelo implemento, N; F é um adimensional tabelado por este mesmo padrão que depende da textura do solo; i=1 para solo de textura fina, 2 para solo de textura média e 3 para solo de textura grossa; A, B e C são parâmetros específicos da máquina, os quais são tabelados por este mesmo padrão; W é a largura de trabalho da máquina, número de linhas; S é a velocidade de trabalho, km/h; T é a profundidade de trabalho (cm), no caso de implementos de semeadura, deve ser considerado um adimensional de valor 1. Multiplicando-se este valor de D obtido, pela velocidade em m/s, obtém-se a potência requerida na barra de tração. Então, para determinar a potência na TDP equivalente requerida nesta operação, basta utilizar a seguinte fórmula descrita no padrão ASAE EP496.2 (ASAE, 1997): TDP equivalente = P bt / E t. E m (3) Onde, P bt é a potência na barra de tração; E t é a Eficiência de Tração, em decimal, consta no padrão ASAE D497.3 (ASAE,1997); E m é a Eficiência Mecânica de Transmissão, 0,96 é o valor geralmente adotado. No caso das operações de dessecagem e aplicações de fungicidas e inseticidas, o valor da potencia na TDP equivalente requerida é o valor da potência da bomba hidráulica do pulverizador. Este cálculo é descrito pela seguinte fórmula, também descrita no padrão ASAE D497.3 (ASAE,1997): P = p. F / 1000 (4) Onde, P é a potência hidráulica requerida pelo implemento, kw; F é vazão do fluido, l/s; p é a pressão do fluido, kpa. Para a colhedora, o valor da máxima potência disponível na TDP é o mesmo valor da potencia equivalente na TDP, sendo assim, a relação X é igual a 1. Depois de calculado o consumo de diesel em litros por hora, para cada operação, é necessário calcular o consumo em litros por hectare, para que seja possível compará-lo com a quantidade de óleo de soja extraída em um hectare. Para isto é necessário determinar em cada operação a Capacidade de Campo Efetiva, que determina quantos hectares determinada máquina é capaz de trabalhar no período de uma hora. Com 938

5 este valor determinado, basta multiplicá-lo pelo valor de óleo diesel consumido por hora na operação, obtendo-se então, o consumo deste combustível por hectare. Segundo o padrão ASAE EP496.2 (ASAE,1997):a Capacidade de Campo Efetiva é expressada como: Ce = (s.w.e f) /10 (5) Onde, Ce é a Capacidade de Campo Efetiva, ha/h; s é a velocidade de operação, km/h; w é a largura de trabalho,m; E f é a Eficiência de Campo tabelada no padrão ASAE D497.3 (ASAE,1997), decimal. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Através do levantamento bibliográfico apresentado no item Material e Métodos, foi possível determinar as características do cultivar BRS Torena e calcular a quantidade de óleo por hectare gerada por este cultivar. Considerando uma produtividade média de 3370kg/há (BERTAGNATO & BONATO) e teor de óleo de 17,3% (EMBRAPA, 2004), obtém-se uma quantidade de óleo de 583kg/ha. Como a densidade do óleo de soja é de 0,92kg/l (ANVISA,2000), obtem-se então, que o cultivar BRS Torena, possui uma quantidade de óleo de 633 l/ha. Os parâmetros envolvidos para o calculo do consumo de diesel por hectare nas operações de semeadura de soja e de forragem verde são apresentados na tabela 1: Tabela 1 Parâmetros envolvidos e valor do consumo de óleo diesel nas operações de semeadura: Operação D (kn) Pot. equiv. X C (l/kwh) Consumo (l/h) Ce (kg/ha) Consumo (l/ha) na TDP (kw) Semeadura da soja 23, ,672 0, ,95 8,67 Semeadura da 13,68 40,6 0,345 0, , cobertura verde Como para as cinco operações (dessecagem, 1 aplicação de fungicida, 1 aplicação de inseticida e 2 para ferrugem) são utilizados os mesmos equipamentos, o valor do consumo de óleo diesel, bem como os parâmetros envolvidos, são apresentados na tabela 2 abaixo : 939

6 Tabela2 - Parâmetros envolvidos e valor do consumo de óleo diesel nas cinco operações que utilizam a pulverização: Operação p(kpa) F(l/s) P(kW) X C(l/kWh) Consumo (l/h) Ce (ha/h) Consumo (l/ha) Pulverização 5000* 1,7 8,5 0,177 0,84 7,14 12,28 0,58 valor adotado para vazões de 100 l/min (SRIVASTAVA et.al, 1993) Se para cada operação o consumo de diesel é de 0,58l/ha, então para as cinco operações haverá um consumo de 2,95l/ha. O valor de consumo de óleo diesel na operação de colheita e os parâmetros envolvidos, encontra-se na tabela 3 abaixo: Tabela 3: Parâmetros envolvidos e valor do consumo de óleo diesel ma colheita: Operação P(kW) X C(l/kWh) Consumo (l/h) Ce (ha/h) Consumo (l/ha) Colheita 132,4 1* 0, ,87 29 Somando-se todos os valores de consumo (l/ha), tem-se que o consumo total é de 48,53l/ha, o que corresponde praticamente a 8% da quantidade de óleo produzida por hectare, que é de 633l/ha. 4 CONCLUSÃO Neste estudo teórico foi possível avaliar o consumo de óleo diesel em todas as operações envolvidas no processo produtivo da soja. Considerando que o consumo total de combustível em todas as operações é de 48,53l/ha e que a quantidade de óleo produzida por hectare do cultivar BRS Torena é de 633l/há, conclui-se que a reserva de 8% de uma área plantada de soja é suficiente para obter a quantidade de biodiesel necessária para mover os motores envolvidos em todas as operações agrícolas do processo produtivo da soja. Trabalhos futuros poderão realizar estudos econômicos, bem como realizar estudos semelhantes ao apresentado neste trabalho, porém com outras culturas ou em outro tipo de sistema de plantio. 940

7 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURE ENGINEERS. Agricultural Machinery Management EP Agricultural Engineers Yearbook of Standards. Michigan, AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURE ENGINEERS. Agricultural Machinery Management Data D Agricultural Engineers Yearbook of Standards. Michigan, AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA < legis/ resol/482_99.htm>,08/02/2005 BERTAGNATO, P.F. ; BONATO, E.R. Passo Fundo Informativo Fundação Pró-Sementes & Apassul, Passo Fundo, v.1, n.4, p. 4 6, set,2003. CARNEIRO, R.A.F. A produção de Biodiesel na Bahia.Conjuntura & Planejamento, Salvador:SEI, n. 112, Disponível em : <http :// _analise/conj_planejamento/index_conjplan.htm>, Acessado em:10/02/2005 EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. Dados Econômicos da Soja < 15/02/2005. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA. In: XXXII Reunião de pesquisa de soja da Região Sul., 2004, Passo Fundo.Anais...Passo Fundo: Embrapa Trigo. Disponível em: < embrapa.br/sist-prod/ soja04 / index.htm>, Acessado em: 10/02/2005. FERRARI, R.A.; OLIVEIRA V.S. ; SCABIO A. Biodiesel de Soja Taxa de Conversão de Ésteres Etílicos, Caracterização Físico-Química e Consumo em Gerador de Energia. Química Nova, vol.28 no.1 São Paulo,2004, < >, 10/03/2005 SRIVASTAVA, A.F.;GOERING, C.E. ; ROHRBACH, R.P. Engineering Principles of Agricultural Machines. ASAE Textbook Number 6. Michigan,