Modelagem da disponibilidade mecânica do harvester no corte de povoamento florestal

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1 Modelagem da disponibilidade mecânica do harvester no corte de povoamento florestal Carlos Cézar C. Diniz 1, Eduardo da Silva Lopes 2 1 UFPR Universidade Federal Do Paraná. carloscezardiniz@gmail.com ²UNICENTRO Universidade Estadual do Centro-Oeste Resumo Este trabalho objetivou estimar por meio de modelagem a disponibilidade mecânica do harvester no corte de um povoamento florestal de baixo volume individual. O trabalho foi realizado em uma empresa localizada na região Sul do Paraná, em povoamentos de Eucalyptus dunnii com volume médio por árvores de 0,24 m3, cujos dados foram obtidos durante a execução da operação de corte por um período de três meses. Foram determinados os índices de eficiência operacional, disponibilidade técnica, disponibilidade mecânica, tempo médio entre falhas, tempo médio de reparos e consumo específico de combustíveis, a partir de dados diários fornecidos pela empresa. Em seguida foram ajustados modelos lineares simples e múltiplo afim de estimara disponibilidade mecânica da operação. A eficiência operacional média do harvester foi 82,6% durante o período do estudo, a partir de uma disponibilidade mecânica e técnica de 86,9% e 95,1% respectivamente. O melhor ajuste foi que utilizou a regressão linear múltipla, com um coeficiente de determinação de 0,81 e erro padrão de estimativa de 5,47%. O uso do modelo ajustado poderá ser empregado para estimativa da disponibilidade mecânica do harvester em situação semelhante à estudada, contribuindo para a gestão eficiente das operações florestais. Palavras-chave: Colheita de madeira, Manutenção mecânica, planejamento. 1. Introdução Atualmente as empresas da iniciativa privada buscam a excelência empresarial, visando a garantia de competitividade e às mudanças tecnológicas que ocorrem em alta velocidade. E dentro deste cenário, a manutenção é considerada das atividades relevantes no processo produtivo, evitando a realização de intervenções desnecessárias para correção (KARDEC et al., 2002). Segundo Dario et al. (2014), além da necessidade de redução contínua dos custos de manutenção, torna-se necessário o aumento da disponibilidade e confiabilidade das máquinas e equipamentos, pois são fatores fundamentais para o melhor rendimento dos processos produtivos dentro das empresas. Por isso, torna-se necessário o uso de indicadores para mensuração do resultado obtido, verificando se tais índices estão adequados às metas e prazos propostos. No setor florestal, especificamente na colheita de madeira, que se utiliza de máquinas e equipamentos modernos, de elevada tecnologia, produtividade e custos, a atuação da manutenção é de fundamental importância, permitindo a garantia de elevada disponibilidade, eficiência, produtividade e baixos custos de produção. Simões et, al. (2010) estudando a colheita de madeira em povoamentos de eucalipto com harvester constataram uma disponibilidade mecânica média de 92,0%, semelhante a verificada por Silva et, al. (2010) avaliando técnica e economicamente o corte mecanizado com harvester (90,3%). Neste contexto, nota-se a importância da manutenção no setor de colheita da madeira e a necessidade de acompanhar os índices relacionados a ela, permitindo o conhecimento da operação de forma detalhada, auxiliando na tomada de decisões com um grau de confiabilidade apropriado. Diante disso, objetivou-se estimar a disponibilidade mecânica do harvester no corte de um povoamento florestal de baixo volume individual, gerando informações que possam contribuir com a gestão de manutenção nas empresas florestais

2 2. Material e Métodos O presente trabalho foi desenvolvido no Município de Palmeira, PR, em uma área de colheita de madeira de uma empresa de base florestal entre as coordenadas geográficas de Latitude 25º S e Longitude 50º W com altitude média de 865 m. O clima predominante na região é classificado como subtropical úmido mesotérmico (Cfb) com precipitação média anual de 1476 mm e temperatura média de 17,4ºC. A colheita de madeira foi realizada em um povoamento de Eucalyptus dunnii, em uma área experimentada de 25 hectares, com idade de sete anos, espaçamento 2,5 x 2,0 m e volume médio individual de 0,24 m³. O relevo foi classificado como plano a suave-ondulado. Foi estudado o trator florestal harvester composto por uma máquina base de esteiras com potência do motor de 185 hp e equipada com cabeçote de abertura de 710 mm (Figura 1). No momento da coleta de dados, a máquina estava com 4.757,00 horas, sendo acompanhado 399,10 horas de trabalho efetivo. Figura 1 Harvester avaliado no estudo (Fonte: Os autores, 2016). A produtividade, eficiência operacional, disponibilidade técnica ou grau de utilização e disponibilidade mecânica, que são índices tradicionalmente utilizados pela empresas florestais, foi obtida a partir de metodologias propostas por Silva et al. (2010) obtida ao final de mês de avaliação. O tempo médio entre falhas (MTBF), definido entre o total de horas em que a máquina está disponível para o trabalho e o número de manutenções corretivas realizadas no período, foi obtido pela seguinte expressão: MTBF = HTD MC Em que: MTBF = tempo médio entre falhas (horas); HTD = horas de trabalho disponíveis; e MC = número de manutenções corretivas realizadas. O tempo médio de reparo (MTTR), que consiste na relação entre as horas destinadas para as manutenções corretivas de determinado componente, ou seja, os tempos improdutivos de operação e o número de manutenções corretivas realizadas foi obtido pela expressão: MTTR = HMC MC Em que: MTTR = tempo médio de reparo (horas); HMC = horas de manutenção corretiva; e MC = número de manutenções corretivas realizadas

3 O consumo de combustíveis (óleos diesel e hidráulico) foi obtido a partir da quantidade mensal consumida pela máquina em relação ao número de horas trabalhadas, obtido por meio da expressão: CMC = LC H Em que: CMC = consumo médio de combustível (litros/hora); LC = quantidade de óleo diesel/hidráulico consumido no mês (litros); e H = quantidade de horas trabalhadas no mês. 3. Resultados e Discussão Na Tabela 1 é apresentado os resultados dos parâmetros técnicos do harvester obtidos durante os três meses de avaliação. A variável que mais afetou na eficiência operacional foi a disponibilidade mecânica do equipamento, explicado pelo elevado tempo de permanência em manutenção corretiva, totalizando 31% das paradas cujas causas são mostradas na figura 2. O tempo médio entre falhas (MTBF) indicou que a operação era interrompida por causa da ocorrência de uma falha no intervalo de 11,5 horas de trabalho efetivo, com um tempo médio de reparo (MTTR) em torno de 2,5 horas. O aumento gradativo no consumo de óleo hidráulico ocorreu em função do aumento na falhas por mangueiras furadas. Tabela 1 Parâmetros técnicos avaliados no corte com harvester. Parâmetros técnicos Março Abril Maio Produtividade (m³/he) 23,40 23,02 23,04 Disponibilidade mecânica (%) 84,02 85,47 91,15 Disponibilidade técnica (%) 91,87 97,71 95,70 Eficiência Operacional (%) 77,19 83,51 87,23 MTBF (horas) 7,81 13,89 12,96 MTTR (horas) 2,18 3,32 1,82 Consumo óleo diesel (l/hora) 23,54 23,41 23,81 Consumo óleo hidráulico (l/hora) 0,11 0,30 0,61 O gráfico de Pareto aponta como as principais causas das interrupções as manutenções corretivas, com parada da operação para aguardar a chegada de uma peça, abastecimento e outros, sendo este último devido a paradas para auxiliar na manutenção de outra máquina e aguardar a chegada do caminhão que abastece o comboio de óleo diesel

4 Interrupções (horas) Pareto (%) 40,00 30,00 20,00 10,00 38, ,25 21, , , ,73 2,80 2, ,00 0 Figura 2 Pareto das paragens ao longo do estudo. Em relação aos modelos ajustados (Tabela 3), observado-se que o melhor modelo, foi o modelo múltiplo, apresentando um coeficiente de determinação (R²) de 0,81, erro padrão de estimativa (Syx%) 5,47 e melhor distribuição de resíduos (Figura 3). Tabela 3 Coeficientes e estatísticas dos modelos para disponibilidade mecânica do harvester. Modelos β0 β1 β2 R² Syx% p - valor DM = β0 + β1 * MTBF + β2 * MTTR 0,7863 0,0177-0,0283 0,81 5,47 3,15E-18 DM = β0 + β1 * MTBF 0,6586 0,0307 0,58 8,16 1,03E-10 DM = β0 + β1 * MTTR 0,9285-0,0400 0,68 7,10 1,04E-13 β = coeficientes; R² = coeficiente de determinação; Syx = erro padrão da estimativa em %

5 Disponibilidade mecânica Resíduos MTBF/MTTR Figura 3 Distribuição dos resíduos no modelo de regressão múltipla ajustado. A distribuição dos valores estimados de disponibilidade mecânica a partir do modelo de regressão múltipla é apresentada na Figura 4. É possível observar que na medida em que o MTBF aumentou e o MTTR diminuiu, a disponibilidade mecânica do equipamento tende a aumentar. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% MTBF (horas) MTTR (horas) Figura 4 Dados de disponibilidade mecânica ajustado a partir do modelo de regressão múltipla. 4. Conclusões A disponibilidade mecânica influenciou diretamente na eficiência operacional do equipamento na operação de corte de madeira, explicado pelo elevado percentual de manutenções corretivas

6 Os índices de MTBF e MTTR permitiram estimar com qualidade a disponibilidade mecânica do harvester. Referências DARIO, M.; DA SILVA, E. M.; NETTO, M. S.; PIRES, S. R. I. Indicadores de desempenho, práticas e custos da manutenção na gestão de pneus de uma empresa de transportes. Revista Produção Online, Florianópolis, SC, v.14, n. 4, p , out./dez KARDEC, A.; NASCIF, J.; BARONI, T. Gestão estratégica e Técnicas preditivas. Rio de Janeiro, RJ: Qualitymark, SILVA, E. N.; MACHADO, C. C.; MINETTE, L. J.; SOUZA, A. P.; FERNANDES, H. C.; SILVA, M. L.; JACOVINE, L. A. Avaliação técnica e econômica do corte mecanizado de Pinus SP. com harvester. Revista Árvore, Viçosa-MG, v.34, n.4, p , SIMÕES, D.; FENNER, P. T.; ESPERANCINI, M. S. T. Avaliação técnica e econômica da colheita de florestas de eucalipto com harvester. Scientia Forestalis, Piracicaba-SP, v.38, n. 88, p , dez,