concepção e ensaio de equipamento para a colheita de azeitona ...
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CONCEPÇÃO E ENSAIO DE EQUIPAMENTO PARA A COLHEITA DE<br />
AZEITONA EM OLIVAIS DE MAIOR DENSIDADE<br />
Peça, J.O. 1 ; Pinheiro, A.C. 2 , Reynolds <strong>de</strong> Souza, D. 3<br />
1 - Departamento <strong>de</strong> Engenharia Rural da Universida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Évora, Apartado 94, 7002-554 Évora,<br />
Portugal.<br />
2 - Departamento <strong>de</strong> Engenharia Rural da Universida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Évora, Apartado 94, 7002-554 Évora,<br />
Portugal. Email pinheiro@uevora.pt<br />
3 - Reynolds & Oliveira Lda., Monte da Granja Santa Maria, 7100 Estremoz, Portugal.<br />
Palavras Chave: Desenho e Concepção <strong>de</strong> Máquinas e Componentes - Outras Máquinas<br />
Resumo<br />
É apresentado o <strong>equipamento</strong> concebido <strong>para</strong> a recolha <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong> e os resultados dos <strong>ensaio</strong>s<br />
realizados. Trata-se <strong>de</strong> um semi-reboque puxado por um tractor agrícola. A <strong>azeitona</strong> é recolhida<br />
num panal enrolado e <strong>de</strong>senrolado por um tambor longitudinal ao semi-reboque. Na base da caixa,<br />
um transportador contínuo permite a <strong>de</strong>scarga da <strong>azeitona</strong>. Pneus <strong>de</strong> baixa pressão e eixo<br />
direccional facilitam o <strong>de</strong>sempenho. O tractor fornece potência hidráulica <strong>para</strong> accionar os<br />
componentes, através <strong>de</strong> electro-válvulas.<br />
Abstract<br />
Towards <strong>de</strong>nsities of 300 trees per hectare, different alternatives are required to collect olives<br />
harvested by trunk shakers. This paper puts forward a revised concept of the trailed cart with a<br />
rolling canvas system placed over the full length of the box, and a conveyor belt at the bottom for<br />
discharge. Olives are stored until full capacity of the cart box (450kg), and then discharged through<br />
the back. Steering axle and low-pressure tyres increase performance. All components are hydraulic<br />
powered from the pulling tractor.<br />
Introdução<br />
Em Portugal, <strong>de</strong>vido ao predomínio do olival <strong>de</strong> sequeiro, com <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> 90 a 240 árvores por<br />
hectare, as soluções <strong>de</strong> mecanização da <strong>colheita</strong> <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong> estão, sobretudo, adaptadas a estes<br />
olivais, nomeadamente utilizando vibradores <strong>de</strong> tronco e recolha em panais manuseados por pessoal<br />
(fig.1), e a <strong>colheita</strong> e recolha recorrendo a um vibrador integrado com a<strong>para</strong>-frutos (fig.2).<br />
Fig. 1 – Colheita mecânica <strong>para</strong> panos Fig. 2 - Colheita mecânica com a<strong>para</strong>-frutos<br />
O interesse do País na olivicultura está reafirmado na atribuição <strong>de</strong> 30000 hectares <strong>para</strong> novas<br />
plantações. Estas utilizarão, sempre que possível, infra-estruturas <strong>de</strong> rega e, como consequência,<br />
po<strong>de</strong>rão suportar uma maior <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> <strong>de</strong> plantas.
Nos olivais <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> (+/- 300 árvores por hectare), o compasso apertado das árvores na<br />
linha, impe<strong>de</strong> a abertura do a<strong>para</strong>-frutos e aumenta o <strong>de</strong>sgaste <strong>de</strong> pessoal e <strong>equipamento</strong>, em virtu<strong>de</strong><br />
da maior frequência <strong>de</strong> manobras, requerendo outras soluções técnicas <strong>para</strong> a mecanização da<br />
<strong>colheita</strong> da <strong>azeitona</strong>.<br />
Neste sentido, foi submetido e aprovado o projecto "Colheita e Recolha Mecanizada <strong>de</strong> Azeitona<br />
em Olivais <strong>de</strong> Maior Densida<strong>de</strong> (+/-300 árvores por hectare)", financiado pelo programa AGRO,<br />
que permitiu reunir <strong>equipamento</strong> e promover acções <strong>de</strong> DE&D em olivais no Alentejo e Trás-os-<br />
Montes.<br />
Material e método<br />
Equipamento disponível no mercado<br />
Na campanha <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> <strong>de</strong> 2001 foi feita observação e registo <strong>de</strong> dados <strong>de</strong> um <strong>equipamento</strong> que<br />
reunia condições <strong>de</strong> operar em olivais <strong>de</strong> maior <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>. A observação foi realizada na Herda<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> Vale <strong>de</strong> Barqueiros, junto a Seda, Alter do Chão num olival regado, com árvores alinhadas,<br />
sendo a entrelinha <strong>de</strong> 7m e a distância entre árvores na linha <strong>de</strong> 5.5m, resultando em 260 árvores<br />
por hectare.<br />
O <strong>equipamento</strong> observado, <strong>de</strong> origem italiana, consta <strong>de</strong> um semi-reboque puxado por um tractor<br />
agrícola e <strong>de</strong> um vibrador <strong>de</strong> tronco instalado entre o tractor e o semi-reboque (fig.3).<br />
Longitudinalmente, sobre o semi-reboque, um tambor permite <strong>de</strong>senrolar e enrolar o panal <strong>de</strong><br />
recolha da <strong>azeitona</strong>, o qual é estendido na projecção da copa das árvores por quatro operadores<br />
(fig.4).<br />
Fig. 3 – Conjunto vibrador e semi-reboque receptor Fig. 4 – Operação <strong>de</strong> <strong>de</strong>senrolar o panal<br />
A <strong>azeitona</strong> <strong>de</strong>stacada pela vibração da árvore, cai sobre o panal. Este, ao ser enrolado leva a<br />
<strong>azeitona</strong> <strong>para</strong> a caixa do semi-reboque. Um transportador contínuo na base da caixa, com elevação<br />
na parte posterior, conduz a <strong>azeitona</strong> <strong>para</strong> um contentor-palete montado na traseira (fig.5). Quando<br />
o contentor está cheio os operadores proce<strong>de</strong>m ao seu rebatimento <strong>para</strong> panos estendidos no solo<br />
(fig. 6). A <strong>azeitona</strong> <strong>de</strong> um contentor é transferida <strong>para</strong> dois panos que são <strong>de</strong>ixados no local e o<br />
conjunto reinicia o trabalho <strong>de</strong> <strong>colheita</strong>.<br />
Os panos possuem argolas em cada extremida<strong>de</strong> e são posteriormente recolhidos pelo sistema <strong>de</strong><br />
transporte <strong>para</strong> o lagar.<br />
A utilização <strong>de</strong> eixo direccional no semi-reboque, facilita as manobras no campo. O conjunto<br />
vibrador e semi-reboque possuem um sistema hidráulico autónomo, cuja bomba é accionada pelo<br />
tractor.<br />
O controlo do vibrador, do transportador, do tambor e da direcção do semi-reboque é feita, <strong>de</strong> forma<br />
remota por um único operador, sentado na traseira.
Fig. 5 – Armazenamento temporário em contentor-palete Fig. 6 – Transferência <strong>para</strong> panos<br />
No tractor, o operador limita-se a efectuar as manobras <strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento do conjunto. Um total <strong>de</strong> 6<br />
elementos perfazem a mão-<strong>de</strong>-obra necessária.<br />
Os resultados mostraram que, nas condições óptimas em que se efectuaram os registos,<br />
relativamente ao estado do tempo e do solo, a organização <strong>de</strong> trabalho observada, realizou, em<br />
média, a <strong>colheita</strong> <strong>de</strong> 6.7 árvores/homem×hora, a que correspon<strong>de</strong>ram 133 kg/homem×hora, <strong>de</strong><br />
<strong>azeitona</strong>.<br />
Apesar dos valores registados questionaram-se os seguintes aspectos:<br />
1) O armazenamento temporário da <strong>azeitona</strong> é efectuado no contentor-palete e não na própria caixa<br />
<strong>de</strong> semi-reboque, implicando uma elevação na parte final do tapete transportador <strong>para</strong> se ganhar<br />
altura <strong>de</strong> <strong>de</strong>scarga. Por várias vezes foi necessário interromper o trabalho <strong>para</strong> recolocar o tapete na<br />
calha, uma vez que este se soltava na transição <strong>para</strong> a parte inclinada.<br />
2) Não sendo possível verificar, foi no entanto notado que os pneus que equipam o semi-reboque<br />
são <strong>de</strong>masiado pequenos e estreitos, colocando eventuais limitações ao se transitar em solos<br />
encharcados, próprios da estação <strong>de</strong> inverno em que se realiza a <strong>colheita</strong>; opinião corroborada pela<br />
experiência dos operadores. A <strong>concepção</strong> <strong>de</strong> colocar os pneu <strong>de</strong>baixo da caixa limita a possibilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> aumentar o seu tamanho.<br />
3) A necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> prever a <strong>colheita</strong> com um vibrador autónomo (não integrado no semi-reboque),<br />
uma vez que os olivicultores que mecanizam a operação <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> já estão equipados com<br />
vibradores <strong>de</strong> tronco montados em tractores agrícolas ou em veículos especializados, <strong>para</strong> a <strong>colheita</strong><br />
nos seus olivais <strong>de</strong> menor <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong>.<br />
Definição <strong>de</strong> um protótipo<br />
Aten<strong>de</strong>ndo ao facto <strong>de</strong> já se possuir um vibrador auto-motriz CECMA, veículo articulado com<br />
transmissão hidrostática, que permite elevada capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> manobra e facilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> operação, tão<br />
importante em olivais com estas características, foi tomada a <strong>de</strong>cisão <strong>de</strong> se construir um protótipo<br />
<strong>de</strong> semi-reboque receptor da <strong>azeitona</strong> <strong>de</strong>stacada pela vibração <strong>de</strong> um vibrador autónomo,<br />
obe<strong>de</strong>cendo aos seguintes requisitos <strong>de</strong> projecto (fig. 7):<br />
a) Armazenamento temporário da <strong>azeitona</strong> na própria caixa do semi-reboque, até ao limite máximo<br />
<strong>de</strong> 450 kg <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong>;<br />
b) Descarregamento da <strong>azeitona</strong> directamente <strong>para</strong> panos, pela traseira;<br />
c) Transportador contínuo horizontal ao longo <strong>de</strong> toda a sua extensão;<br />
d) Utilização <strong>de</strong> pneus <strong>de</strong> baixa pressão e <strong>de</strong> eixo direccional, colocados atrás da caixa e não<br />
<strong>de</strong>baixo <strong>de</strong>sta;<br />
e) Utilização da potência hidráulica do próprio tractor;<br />
f) Comando <strong>de</strong> todos os componentes efectuado, via electro-válvulas, pelo operador do tractor.
Fig. 7- Dimensões gerais do semi-reboque receptor<br />
Foi efectuada a construção <strong>de</strong> 2 exemplares com as seguintes características técnicas(fig.8):<br />
O chassis com 8m <strong>de</strong> comprimento, <strong>de</strong> construção soldada, é composto por dois tubos <strong>para</strong>lelos<br />
(100×150), unidos por várias travessas formadas por tubos 150×100, <strong>para</strong> garantir rigi<strong>de</strong>z<br />
estrutural.<br />
A lança, com olhal rotativo, é composta por 2 vigas U <strong>de</strong> 80mm, soldadas a cada um dos tubos do<br />
chassis.<br />
O tapete transportador <strong>para</strong> <strong>de</strong>scarga da <strong>azeitona</strong> (fig.9) é composto por dois rolos nas extremida<strong>de</strong>s<br />
dos tubos do chassis, com chumaceiras <strong>de</strong> afinação no rolo traseiro. Na extremida<strong>de</strong> dianteira, um<br />
motor orbitrol, montado em falange fornece movimento via uma corrente <strong>de</strong> rolos. O motor é<br />
comandado por um distribuidor electro-hidráulico. Roletes <strong>de</strong> carga dispostos ao longo do chassis,<br />
alternando com chapa, garantem o compromisso <strong>de</strong> suporte da tela e diminuição <strong>de</strong> atrito sob a<br />
carga <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong> acumulada. A tela transportadora, <strong>de</strong> superfície lisa, tem 300mm <strong>de</strong> largura e<br />
3mm <strong>de</strong> espessura a todo o seu comprimento.<br />
Fig. 8 – Semi-reboque receptor em operação Fig. 9- Descarga <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong> <strong>para</strong> panos<br />
As abas da caixa são em chapa quinada, terminando sobre os bordos da tela transportadora.<br />
Possuem reforços <strong>de</strong> tubo (30×30).<br />
O tambor <strong>de</strong> enrolamento do panal (fig.8), com 6,2m <strong>de</strong> comprimento, montado em chumaceiras, é<br />
um tubo <strong>de</strong> 3" <strong>de</strong> diâmetro, sobre o qual está rebitado uma verga <strong>de</strong> 3mm <strong>de</strong> espessura, envolvendo
uma das extremida<strong>de</strong>s do panal. Um motor orbitrol, montado em falange no eixo do tambor,<br />
transmite movimento via uma ligação <strong>de</strong> cardan. O motor é comandado por um distribuidor electrohidráulico.<br />
O panal, com 6m×7m, possui uma fenda terminando num furo central, <strong>para</strong> o tronco da<br />
árvore (fig.10). Está reforçado nas bordas com tela vulcanizada e possui um cabo <strong>de</strong> nylon <strong>para</strong><br />
manobra. Para evitar o rolar da <strong>azeitona</strong> <strong>para</strong> trás, na fase <strong>de</strong> enrolar, o panal possui travessas <strong>de</strong><br />
espuma, em intervalos <strong>de</strong> 0.8m, coladas através da tela vulcanizada.<br />
O eixo direccional (fig. 11) é composto por tubo 100×150 com eixo vertical em cada extremida<strong>de</strong>.<br />
Cubos standard estão a<strong>para</strong>fusados em perfil U, com dois casquilhos nas abas <strong>para</strong> a cavilha do eixo<br />
vertical. Barra <strong>de</strong> direcção com afinação por varão roscado, é accionada por cilindro hidráulico <strong>de</strong><br />
duplo efeito, comandado por distribuidor electro-hidráulico.<br />
Pneus <strong>de</strong> dimensão 320/65 R 16 equipam um dos semi-reboques, estando o outro equipado com<br />
pneus <strong>de</strong> dimensão 260/70 R 16.<br />
Fig. 10 – Panal recebendo a <strong>azeitona</strong> vibrada Fig. 11 – Pormenor do eixo direccional<br />
Resultados<br />
Na campanha <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> <strong>de</strong> 2002 foi realizado na Herda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Torre <strong>de</strong> Figueiras, junto a Monforte,<br />
o primeiro <strong>ensaio</strong> num olival regado, com árvores alinhadas, sendo a entrelinha <strong>de</strong> 7m e a distância<br />
entre árvores na linha <strong>de</strong> 3.5m, resultando em 408 árvores por hectare.<br />
Foram realizadas as seguintes observações:<br />
Ca<strong>de</strong>ia A - Método manual <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> envolvendo a mão-<strong>de</strong>-obra <strong>de</strong> 12 pessoas (2 por cada<br />
árvore), colhendo à mão as <strong>azeitona</strong>s <strong>para</strong> panos estendidos na projecção das copas e arrastando os<br />
panos <strong>para</strong> a árvore seguinte. Trata-se do método seguido pelo olivicultor.<br />
Ca<strong>de</strong>ia B1 - Mecanização baseada num vibrador <strong>de</strong> tronco automotriz CECMA com cabeça <strong>de</strong><br />
vibração R&O Vario 1 e um semi-reboque <strong>de</strong> enrolar panos. Ambas as máquinas se <strong>de</strong>slocam ao<br />
longo da linha <strong>de</strong> árvores, uma à direita e outra à esquerda da linha. Envolve a mão <strong>de</strong> obra <strong>de</strong> 6<br />
pessoas, sendo dois, operadores <strong>de</strong> máquinas.<br />
Ca<strong>de</strong>ia B2 - Mecanização baseada num vibrador <strong>de</strong> tronco automotriz CECMA com cabeça <strong>de</strong><br />
vibração R&O Vario 1 e dois semi-reboques <strong>de</strong> enrolar panos. O vibrador <strong>de</strong>sloca-se numa<br />
entrelinha <strong>de</strong> árvores, servindo, alternadamente, as árvores <strong>de</strong> uma linha e da outra. Cada semireboque<br />
<strong>de</strong>sloca-se ao longo da sua linha <strong>de</strong> árvores do lado oposto ao vibrador. Envolve a mão-<strong>de</strong>obra<br />
<strong>de</strong> 7 pessoas, sendo três, operadores <strong>de</strong> máquinas.<br />
TABELA 1 - Resultados dos <strong>ensaio</strong>s <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> na campanha <strong>de</strong> 2002, em Monforte<br />
Ca<strong>de</strong>ia <strong>de</strong> <strong>colheita</strong> Árvores/homem×hora kg <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong>/homem×hora<br />
A 3 57<br />
B1 5 73<br />
B2 6 92
Discussão e Conclusões<br />
Os resultados são um incentivo <strong>para</strong> se prosseguirem os <strong>ensaio</strong>s nos próximos anos, no mesmo<br />
olival e em outros com características diferentes.<br />
Sobretudo na Ca<strong>de</strong>ia B2, a <strong>de</strong>scoor<strong>de</strong>nação entre as equipas participando na <strong>colheita</strong>, influencia o<br />
resultado, pelo que o valor apresentado po<strong>de</strong>rá ser melhorado, à medida que os operadores forem<br />
ganhando experiência.<br />
Não se registaram dificulda<strong>de</strong>s na passagem <strong>para</strong> outras linhas <strong>de</strong> árvores (manobras <strong>de</strong> cabeceira),<br />
reconhecendo-se a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se terem cabeceiras com, pelo menos, 7m <strong>de</strong> largura.<br />
Apenas houve necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se efectuar a regulação da tensão do tapete transportador, não se<br />
tendo registado qualquer avaria.<br />
Não se observaram diferenças nas duas medidas <strong>de</strong> pneus que equipam os semi-reboques, quanto à<br />
capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> transitar nas condições do <strong>ensaio</strong> (solo húmido, mas com capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte).<br />
A <strong>de</strong>finição <strong>de</strong> uma <strong>concepção</strong> <strong>de</strong> semi-reboque <strong>de</strong> recepção <strong>de</strong> <strong>azeitona</strong> colhida por vibração do<br />
tronco, feita por uma equipa universitária, em estreita cooperação com um construtor português,<br />
cria uma alternativa às concepções comerciais existentes.