Embora os principais avanços em equipamentos agrícolas na última década tenham se concentrado no desenvolvimento da agricultura de precisão, os engenheiros não ficaram parados esperando que a tecnologia faça todo o trabalho. Os fabricantes de equipamentos em todo o mundo estão experimentando maneiras de os equipamentos elétricos melhorarem os tratores e implementos.
“A eletrificação está chegando - se conseguirmos descobrir como manter o preço baixo, ”Diz Tim Stombaugh, um professor de extensão de engenharia de automação de sistemas de máquinas na Universidade de Kentucky. “É mais eficiente, é mais quieto, requer menos manutenção, é mais controlável, e é potencialmente mais seguro e leve. ”
Há dois experimentos principais sendo conduzidos sobre como a energia elétrica pode ser usada:um para tratores elétricos a diesel e outro para tratores movidos a bateria.
Tratores diesel-elétricos
Em 2001, Fendt e AGCO começaram a pesquisar intensamente como a energia elétrica gerada por um trator elétrico poderia ser transferida para um implemento. Em 2013, os resultados desse trabalho foram exibidos pela primeira vez quando a Fendt apresentou o trator X Concept na Agritechnica.
O X Concept é movido pelo motor diesel Power de quatro cilindros da AGCO. O design compacto do motor permite ao trator acomodar os componentes necessários para a tecnologia elétrica, incluindo um alternador de alto desempenho, eletrônica de potência, fiação, e o trocador de calor especialista.
Os sistemas elétricos dentro do X Concept - apelidado de Powerbus - podem fornecer até 174 cv. para implementos através de uma tomada compacta. O sistema também fornece energia para o trator interno, incluindo o acionamento do ventilador elétrico e as bombas de refrigerante.
Para ver como este protótipo poderia funcionar na fazenda, Fendt também precisava desenvolver uma alta voltagem, implemento alimentado eletricamente. Dois anos atrás, Fendt apresentou outro protótipo:um ancinho rotativo movido a eletricidade chamado Former 12555 X.
“Estamos confiantes de que a eletricidade será cada vez mais utilizada na agricultura. Este é um exemplo de Fendt, ”Diz Stephan Bea, chefe de engenharia de vendas da Fendt.
Cada rotor no ancinho possui um acionamento elétrico integral acionado pelo trator Fendt X Concept. Os motores de torque são integrados em cada tomada de ancinho, eliminando a necessidade de habitação separada, caixa de velocidade, ou rolamentos.
Como cada motor é regulado de forma independente, você pode variar a velocidade de cada rotor. Por exemplo, você pode girar os rotores dianteiros mais rapidamente do que os traseiros. A velocidade dos rotores também não depende mais do motor ou da velocidade de avanço do trator. Isso torna mais fácil reagir rapidamente a diferentes situações de cultivo.
“O ancinho elétrico está funcionando bem sob várias condições, e passou em vários testes de campo nos últimos dois anos, ”Diz Benno Pichlmaier, AGCO.
Além de trabalhar em seus próprios implementos, A AGCO também está trabalhando com parceiros externos em outras áreas-chave, incluindo feno, semeadura, proteção de plantas, e colheita.
Porque há uma baixa demanda por esta tecnologia, Pichlmaier admite que não há necessidade de um lançamento rápido. “Os atuais sistemas mecânicos e hidráulicos permanecerão no local por muito tempo, " ele diz.
Contudo, ele acredita que os sistemas de energia elétrica terão um papel cada vez mais significativo. “Estamos convencidos de que a energia elétrica será usada para combinações especiais de trator-implemento no futuro, ”Diz Pichlmaier.
Tratores movidos a bateria
A AGCO não é a única grande OEM trabalhando em maneiras de usar a energia elétrica em equipamentos agrícolas. No final de 2016, John Deere apresentou um protótipo para um trator totalmente elétrico. Apelidado de SESAM (fornecimento de energia sustentável para máquinas agrícolas), o trator movido a bateria tem todas as funções e características de um trator padrão, no entanto, oferece os benefícios da eletrificação.
O trator é modelado nos tratores da série 6R da John Deere. Dois motores elétricos operam uma transmissão DirectDrive adaptada, produzindo 174 cv. de potência contínua e potência de pico de 400 hp. Um motor aciona o trem de força; o outro motor é usado para a PTO e auxiliares. Se necessário, ambos os motores estão ligados para fornecer potência total para acionamento ou para PTO e trabalho hidráulico.
Uma carga de bateria dura até quatro horas de operação em operações de modo misto ou por 34 milhas de viagem. A bateria leva três horas para carregar e pode ser carregada até 3, 100 vezes.
Quando a máquina está ociosa, não há perdas de energia. O trator SESAM é livre de emissões e funciona com um nível de ruído mais baixo do que os tratores tradicionais.
De acordo com um comunicado à imprensa da John Deere, o trator é um componente elementar da visão da John Deere de futuras fazendas autônomas de energia. “O trator totalmente elétrico da John Deere foi projetado e criado para ajudar a avaliar a viabilidade de tal trator e para demonstrar o avanço da John Deere, experiência e capacidades inovadoras na produção de um trator movido a bateria para uso agrícola, ”Afirmou o comunicado.
Aplicações futuras
Para aplicações de trabalho de campo, Stombaugh acredita que a solução de eletrificação de Fendt será prática muito mais cedo do que a solução de bateria.
“A longevidade é a principal limitação para operar tratores com tecnologia de bateria, " ele diz. “Os tratores não estão obtendo as horas normalmente necessárias para operar por um dia inteiro, então você teria que parar e recarregar. ”
Contudo, a tecnologia de baterias é uma área que está melhorando continuamente, portanto, novas baterias, que são menores e duram mais, podem tornar os tratores movidos a bateria mais viáveis, aponta Stombaugh.
Além disso, tratores movidos a bateria podem funcionar bem em outras aplicações agrícolas, como um trator de trabalho que só é usado algumas horas por dia para alimentar o gado.
“O problema é o custo. Essa é a compensação, " ele diz. “Existem aplicações onde a tecnologia de bateria pode ser mais adequada, mas você está disposto a gastar dinheiro com isso? ”
Baixar a faixa de preço será um dos principais fatores limitantes para a introdução de mais equipamentos elétricos na agricultura.
“Os motores elétricos usados têm que ser especializados para aplicações agrícolas, então, eles devem ser capazes de absorver poeira e tolerar uma ampla gama de temperaturas, ”Observa Stombaugh. “Desenvolver essa tecnologia e disponibilizá-la em um volume maior com um preço que faça sentido levará um tempo para amadurecer.”
