Avaliação preliminar dos custos de resfriamento de laranja in natura
INTRODUÇÃO
Um aspecto a ser considerado quando se realiza resfriamento são os custos, que
envolvem uma série de parâmetros, dependendo do sistema em particular. Alguns
estudos da área têm demonstrado que os sistemas de resfriamento com ar forçado
são mais econômicos (menor custo e consumo energético), se comparados com os
sistemas de resfriamento com água gelada e câmaras de estocagem convencionais
(Kader, 1992; ASRHAE, 1994).
Os custos envolvendo os sistemas de resfriamento com ar forçado podem ser
menores se utilizados unicamente para o resfriamento rápido dos produtos, para
que possam ser estocados em câmaras de resfriamento e transportados e
comercializados (Fraser, 1991; Fraser & Otten, 1992). Entre os principais
fatores que afetam os custos de resfriamento, encontram-se: a quantidade de
horas de operação, a temperatura do meio de resfriamento, tipos de embalagem,
entre outros.
Na América do Norte, particularmente na Flórida, onde a produção de frutas
cítricas é grande, o resfriamento de laranja in natura é muito usado, onde já
vários trabalhos foram desenvolvidos para avaliar o comportamento dos custos
envolvendo o resfriamento, quando usados os diferentes sistemas e embalagens.
A título de exemplo, Gaffney & Bowman (1971) desenvolveram um estudo
econômico para avaliar os custos do resfriamento de frutas cítricas, num
sistema com água gelada e num sistema com ar forçado. As frutas foram
resfriadas em caixas de papelão e a granel. Estes autores comprovaram que,
quando as frutas foram resfriadas no sistema de resfriamento com ar forçado (a
granel, em caixas de papelão e em palhetes), o custo total variou de US$ 0,53 a
0,62 por kg de produto. Quando feito o resfriamento dos frutos no sistema com
água gelada, o custo de resfriamento foi de U$ 0,43 por kg de produto. Esta
diferença de preços, provavelmente, é devida a que os sistemas de resfriamento
com água garantem tempos de resfriamento bem menores, se comparado com sistemas
que utilizam ar forçado.
Por outro lado, Baird et.al. (1985) resfriaram laranja a granel num sistema com
ar forçado, condicionando os frutos em embalagens de papelão com área de
abertura entre 1 e 5%. Os autores comprovaram que o custo de resfriamento
oscilou entre US$ 0,46 e US$ 0,62 (por kg de produto) para o resfriamento a
granel. Quando os frutos foram resfriados nas caixas de papelão, o custo do
resfriamento oscilou entre US$ 0,50 e US$ 0,95 por kg de produto.
Já Baird et al., em 1988, desenvolveram um modelo econômico para estudar a
influência de diferentes fatores na taxa de resfriamento e no custo total, para
produtos resfriados num sistema com ar forçado, a granel e em embalagens de
papelão. O custo de resfriamento para os produtos resfriados a granel foi de
US$ 0,10 a US$ 0,14 por kg de produto. Quando realizado o resfriamento em
embalagens com 9% de área de abertura (tempo de resfriamento de 3h 5), o custo
foi de US$ 0,43 por kg. Nas embalagens com 3% de área efetiva (tempo de
resfriamento de 4 h), o custo foi de US$ 0,22 por kg de produto.
Particularmente no Brasil, o resfriamento rápido de laranja in naturanão é
utilizado. Apesar de o País ser um dos maiores produtores mundiais destas
frutas, existe um grande desconhecimento quanto aos custos envolvidos no
resfriamento.
Neste trabalho, objetivou-se determinar o custo de resfriamento de laranja in
natura, resfriadanum sistema com ar forçado, comparando-se com o custo quando
resfriadas num sistema convencional. Os frutos tinham sido condicionados em
dois tipos de embalagens, diferentes quanto à área efetiva de abertura para o
passo do ar resfriado. Com a avaliação preliminar que está sendo apresentada
neste trabalho, pretendem-se mostrar índices práticos que incentivem,
gradualmente, a implantação de sistemas de resfriamento rápido, por parte dos
produtores.
MATERIAL E MÉTODOS
Cálculo econômico
A metodologia utilizada para desenvolver o cálculo econômico, foi baseada no
software CUSTAGRI, desenvolvido pelo Instituto de Economia Agrícola (IEA), em
parceria com o Centro Nacional de Pesquisa em Informática para a Agricultura
(Kaplan, 1983; CNPTIA/EMBRAPA, 1997).
Custo total (CT)
O cálculo do custo total anual (Equação 1) foi feito a partir do cálculo dos
custos fixos em função da depreciação (D) e da taxa de juros (J). Os custos
variáveis ou operacionais foram determinados em função dos custos de manutenção
(Rm), do custo da energia (E) e da mão-de-obra (MO). As informações utilizadas
foram fornecidas pelos fabricantes dos equipamentos e agências de
financiamento, e outros dados foram obtidos experimentalmente.
O custo inicial (Ci) da câmara convencional é de R$ 31330,00 (dados fornecidos
pela RECROSUL, 1999), e do sistema de resfriamento com ar forçado de R$
32641,00 (dados fornecidos pela TORIN Ventiladores, 1999). Considerou-se um
valor de 10% para o cálculo do valor final presumido, com um período de vida
útil de 25 anos (câmara convencional) e 20 anos (sistema de ar forçado). Um
total de horas de funcionamento do sistema de refrigeração (h) de 2160 h (18
horas/dia x 120 dias/ano (20 dias por mês, 6 meses de safra)). A taxa anual de
juros (J) considerada foi de 12% a.a. (Agência Especial de Financiamento
Industrial (FINAME), janeiro a março/2000).
Para o cálculo dos custos variáveis, foi considerada uma porcentagem de
manutenção de 0,5% a.a., com uma jornada de trabalho de 8 horas, 24 dias por
mês e um salário, para o operador, de R$ 200,00 ao mês. O consumo de energia de
ambos os sistemas foi determinado experimentalmente, sendo de 4,0 kWh (sistema
convencional), e de 5,3 kWh (sistema com ar forçado) (Teruel et al., 1999). O
preço médio do kwh foi de R$ 0,11/kWh (preço médio do Kwh comercial, na
UNICAMP, no período de agosto 1999 a 2000).
Custo total de resfriamento (CTP)
O custo total de resfriamento (CTP) foi obtido dividindo o custo total anual
(CT) entre a quantidade de produto resfriado (M) (Equação 2):
O valor do CTP pode ser expresso em unidade monetária por caixa (R$/cx (US$/
cx)), ou por unidade de peso (R$/kg (US$/kg)). Para determinar CTP, considerou-
se o tempo médio que foi necessário para atingir o tempo dos sete oitavos do
resfriamento, determinado de forma experimental em pesquisas precedentes
(Teruel et al., 1999; Teruel, 2000). Este tempo refere-se ao tempo necessário
para que o produto atinja uma temperatura, aproxima-damente, no centro do
mesmo, que seja equivalente a 1/8 da diferença entre a temperatura inicial do
produto e a temperatura do meio de resfriamento.
O tempo de resfriamento foi obtido quando os frutos foram condicionados em dois
tipos de embalagens, que diferiam com respeito à área livre de passo do
resfriado. O primeiro tipo de embalagem possuía 40% de área efetiva para a
passagem do ar (EI), em embalagens comumente usadas para o transporte dos
produtos até o galpão de embalagem. Esta embalagem é plástica e tem uma
capacidade de até 25 kg.
O segundo tipo, denominado como EII, com 3,5% de área efetiva, são as
embalagens de papelão usadas no Brasil para a comercialização das frutas. Estas
embalagens podem receber até 20 kg de frutos.
Os frutos foram resfriados num sistema com ar forçado, montado no interior de
uma câmara de resfriamento, adicionando como principal elemento de consumo
energético um ventilador centrífugo. Este ventilador tem a função de forçar o
ar resfriado a passar transversalmente, a maiores velocidades do que na câmara
convencional, entre o volume de caixas que se encontram no interior do túnel,
fechado com uma lona. Quando usada a câmara convencional para o resfriamento, o
ar circula a menores velocidades por entre os produtos, o que se traduz em
maiores tempos de resfriamento.
A temperatura do ar de resfriamento foi de 1ºC, e considerando que a
temperatura inicial dos frutos foi em média de 26ºC, estes atingiram a condição
de resfriamento (tempo dos sete oitavos do resfriamento) quando, no centro dos
mesmos, a temperatura foi de aproximadamente 3ºC. No interior da câmara de
resfriamento, foram colocadas 12 caixas de laranja de aproximadamente 20 kg
cada uma. Para estas condições, o tempo de resfriamento, obtido de forma
experimental em cada sistema, é mostrado a seguir (Teruel, 2000):
- Câmara convencional (estocagem)
- Resfriamento em caixas EI (40% área de aberturas): 6 horas.
- Resfriamento em caixas EII (3,5% área de aberturas): 18 horas
- Sistema de resfriamento com ar forçado - Resfriamento nas embalagens EI: 3
horas
- Resfriamento nas embalagens EII: 5 horas
Considerando que, de cada vez, sejam colocadas aproximadamente 80 caixas no
interior da câmara, quando é feito o resfriamento nas caixas EI (40% área
efetiva) o tempo de resfriamento é de 6 horas (câmara de estocagem). Desta
forma, num dia, poderão ser resfriados, aproximadamente, dois lotes de caixas,
totalizando 160 caixas por dia. Para um período de trabalho de 10 horas por
dia, durante 20 dias ao mês (fins de semana, manutenção, ect.), e 6 meses de
safra (120 dias ao ano), poderão ser resfriadas 19200 caixas/ano.
Quando o resfriamento é feito nas embalagens EII (3,5% de área efetiva), o
tempo de resfriamento é 3 vezes maior, o que faz diminuir o fator de
rotatividade da câmara, necessitando-se mais de um dia para resfriar um lote,
podendo então ser resfriadas no mesmo período até 10.000 caixas.
No entanto, quando usado o sistema com ar forçado, a quantidade de caixas que
podem ser resfriadas num mesmo período, aumenta sensivelmente, podendo-se
resfriar até 3 lotes de 80 caixas, totalizando 28800 caixas (embalagens EI), e
quando condicionados os produtos na embalagem EII, podem resfriar- se até 19000
caixas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Custo total anual (CT)
No sistema de resfriamento com ar forçado, devido à adição do ventilador, o
consumo de energia apresenta um incremento de 25% com relação ao sistema de
resfriamento na câmara convencional. O custo total por hora (CT), na câmara de
estocagem, foi de R$ 3,01 /h e no sistema de resfriamento com ar forçado, de R$
3,60 /h; uma diferença de, aproximadamente, 16% (Tabela_1).
Na Figura_1, pode ser observado que, à medida que o tempo de resfriamento
aumenta, o CT aumenta, seguindo uma relação linear para os dois tipos de
sistemas de resfriamento (câmara estocagem, CE e sistema de ar forçado, CAF).
Este aumento é sempre maior nos sistemas de resfriamento convencionais, pois o
tempo de resfriamento, da mesma quantidade de produto, é maior que no sistema
com ar forçado.
O elemento que tem maior influência no valor do CT, para cada sistema de
resfriamento, é o consumo de energia. No câmara convencional utilizada neste
trabalho, o custo da energia representa 14% do custo total, já no sistema de ar
forçado, representa aproximadamente 17%.
Custo total de resfriamento (CTP)
O CTP é consideravelmente maior, quando as frutas são acondicionadas nas caixas
EII, que quando condicionadas em caixas EI. No sistema convencional, esta
diferença representa 91%, e quando os produtos são resfriados no sistema com ar
forçado, esta diferença é de 52% (Tabela_2). O tempo de resfriamento depende do
tipo de embalagem usado, o que, por sua vez, define as possibilidades de
rotatividade da câmara.
Mesmo que o CT do sistema com ar forçado seja 20% maior que o CT do sistema
convencional, o CTP do sistema de ar forçado é de 20% a 37% menor, para
embalagens com 40% e 3,5% de área efetiva, respectivamente, que quando os
frutos são resfriados nestes mesmos tipos de embalagens no sistema
convencional. Esta relação está diretamente relacionada com o tempo de
resfriamento. Para um tempo de resfriamento menor, a rotatividade da câmara
será maior, podendo ser resfriadas um maior número de caixas, no mesmo período.
Na Figura_2, mostra-se uma comparação do CTP para ambos os sistemas de
resfriamento, usando a embalagem EI. Como se pode observar, comparando esta
figura com a anterior (Figura_1), independentemente de que o CT seja maior no
sistema de ar forçado, o CTP é menor. Isto é explicado porque a rotatividade
dos sistemas de resfriamento com ar forçado é maior, o que se traduz num maior
número de caixas resfriadas num mesmo período, e, portanto, faz diminuir o
custo total de resfriamento por caixa. Nesse ponto, os sistemas de resfriamento
com ar forçado tornam-se muito mais eficientes, economicamente, se comparados
com os sistemas convencionais.
No cálculo do custo da energia, foi considerado o preço que a UNICAMP paga (R$
0,11/kWh), que geralmente é mais baixo que o preço do kWh industrial. Se fosse
considerado o preço do kWh industrial médio em julho de 1999 (R$ 0,19 /kWh), o
valor de CTP aumentaria de R$ 0,34/cx para R$ 0,36 /cx (EI); e de R$ 0,65 /cx
para R$ 0,69 /cx (EII). Estes valores representam um acréscimo de
aproximadamente 8% no sistema convencional. Para o sistema com ar forçado, o
CTP aumentaria de R$ 0,27 /cx para R$ 0,29 /cx (EI), e de R$ 0,41 /cx para R$
0,44 /cx (EII). O que representa um acréscimo no CTP na ordem de 6%. Nota-se
que o custo do kWh influencia notavelmente o valor do CTP.
Por outro lado, para o cálculo da quantidade de caixas a serem resfriadas,
considerou-se que a câmara de resfriamento seria utilizada em todo o seu
volume. É necessário ressaltar que o CTP dependerá, em grande medida, da
rotatividade da câmara em função do tempo de resfriamento. Por esta razão, se
for maior a quantidade de caixas resfriadas, menor será o CTP e vice-versa.
A título de comparação, se fossem resfriadas até 15000 caixas na câmara de
estocagem, o custo de resfriamento subiria de R$ 0,34/cx para R$ 0,44/cx. No
sistema de resfriamento com ar forçado, no mesmo período, resfriando-se até
23000 caixas, o CTP aumentaria de R$ 0,27/cx para R$ 0,35/cx; o que representa
um aumento do custo de aproximadamente 30% (Teruel, 2000).
Custo incrementado às caixas de laranja por conceito de resfriamento
Na Tabela_2, apresenta-se um resumo do CTP e do acréscimo que este incorpora ao
custo da caixa de laranja que é produzida na Fazenda Sete Lagoas, em SP, para
exportação. As frutas são selecionadas no packinghouse e submetidas a
tratamento de lavagem, encerado e secagem.
Observa-se que o custo incrementado por conceito de resfriamento representa de
5 a 7% de acréscimo, com respeito ao custo da caixa sem resfriamento, quando
usado um sistema de resfriamento com ar forçado. Já, quando o resfriamento é
realizado em câmaras convencionais, onde o tempo de resfriamento é maior, o
acréscimo pode chegar a 11%, um valor até 2 vezes maior que quando realizado o
resfriamento num sistema com ar forçado.
De igual forma, quando usadas as embalagens com maior área efetiva de abertura
para a passagem do ar resfriado (EI, 40% área efetiva), o custo total da caixa
resfriada chega a ser de 35% a 45% menor, se comparado com a embalagem EII
(3,5% área efetiva).
Particular importância tem, para a eficiência do resfriamento e diminuição do
custos, o tipo de embalagem onde são condicionados os produtos, pois a maior
área de abertura permite que estes atinjam a condição de resfriamento em menor
tempo, garantindo uma vida de prateleira maior e maior qualidade.
Este trabalho apresenta apenas um estudo preliminar, onde foram feitas uma
série de considerações e simplificações para facilitar os cálculos; por esta
razão, os valores e índices mostrados são aproximados. Para cada situação em
particular, devem-se considerar as condições específicas.
CONCLUSÕES
Embora o custo total seja 19% maior nos sistemas com ar forçado, o custo de
resfriamento é até 40% menor, se comparado com o sistema convencional. De igual
forma ,o custo de resfriamento é de 21% a 37% menor, quando os frutos são
resfriados no sistema com ar forçado, nas embalagens EI e EII, respectivamente,
se comparado com o custo quando foram resfriados nas mesmas embalagens no
sistema convencional.
Os valores de custos que estão sendo apresentados neste trabalho, formam parte
de um estudo preliminar; portanto, devem ser usados com cautela em casos
particulares.
Atendendo aos resultados do trabalho, recomenda-se a implementação de sistemas
com ar forçado, para o resfriamento rápido de frutas após a colheita por
apresentarem as seguintes vantagens: altas taxas de resfriamento, simplicidade
de operação e baixos custos.
