Proposal of a performance measuring system applied to agricultural mechanization

As organizações líderes dos mais diferentes setores têm como característica medir o próprio desempenho de modo sistêmico, porém nas empresas agrícolas ainda não é comum o emprego desse conceito, incluindo o setor de mecanização. A mecanização tem um forte impacto na composição dos custos de produção, e conhecer o seu desempenho é primordial para o sucesso de empresa agrícola. A importância que as medidas de desempenho têm no auxílio à gestão e o que a mecanização representa para os custos de produção justificaram o desenvolvimento deste trabalho, que tem como objetivo propor um sistema de medição de desempenho integrado para dar suporte à gestão da mecanização agrícola. A metodologia foi dividida em duas etapas: adaptação de um modelo conceitual sistêmico, com base no Balanced Scorecard - BSC; aplicação do modelo a um estudo de caso na agroindústria canavieira. A adaptação e a aplicação do modelo conceitual permitiu obter indicadores de desempenho de modo sistêmico e associados a: custo e prazo (tradicionalmente utilizados); controle e melhoria na qualidade de operações e processos de apoio; preservação ambiental; segurança, saúde, satisfação, motivação e capacitação de colaboradores; desenvolvimento de sistemas de informação. Conclui-se que o modelo auxiliou na elaboração do sistema de medição de desempenho para a gestão de sistemas mecanizados e que os indicadores permitem uma visão integrada da empresa e associada aos objetivos estratégicos.The leaders' organizations of several different sectors have as characteristic to measure their own performance in a systematic way. However, this concept is still unusual in agricultural enterprises, including the mechanization sector. Mechanization has an important role on the production costs and to know its performance is a key factor for the agricultural enterprise success. This work was generated by the importance that measurement of performance has for the management and the mechanization impact on the production costs. Its aim is to propose an integrated performance measurement system to give support to agricultural management. The methodology was divided in two steps: adjustment of a conceptual model based on Balanced Score Card BSC; application of the model in a study case at sugar cane mill. The adjustment and the application of the conceptual model allowed to obtain the performance index in a systematic way, that are associated to: costs and deadline (traditionally used); control and improvement on the quality of operations and support process; environmental preservation; safety; health; employees satisfaction; development of information systems. The adjusted model helped the development of the performance measurement system for the mechanized management systems and the index allows an integrated view of the enterprise, related to its strategic objectives.Pioneiros Bioenergia S.A

Determinação de fluxo de materiais por meio do gerenciamento de máquinas agrícolas

The approach of material embodiment in agricultural production systems is important because it determines the convergence of inputs (indirectly, the natural resources) to the field. Additionally, material flow is the basis for both environmental (energy analysis, emergy synthesis, life-cycle analysis and carbon inventories) and economical analyses. Since different materials cannot compose a single index, generally these flows are not shown, making comparisons among approaches difficult. Another aspect that makes comparisons difficult is the definition of the boundary of the studied system. If these boundaries differ, results will also be different, hiding actual distinctions among systems. The present study aims to suggest an arrangement of existing models to determine material flow in agricultural production systems. The following steps were considered: i) the adoption of a diagram language to represent the analyzed system; ii) determination of the material flow for directly applied inputs; iii) determination of the material flow for indirectly applied inputs, which included: determination of the effective field capacity; fuel consumption; machinery depreciation; and labor. Data on fuel consumption were compared with the models presented. The best model applied was a fixed parameter based on engine power (0.163 L kW-1 h-1). The determination of the material flow for maize silage production presented similar results as those obtained in regional databases.A abordagem da incorporação material em sistemas agrícolas é importante, pois determina a convergência de insumos (indiretamente, de recursos naturais) no campo. Além disso, os fluxos de materiais são a base para quaisquer análises ambientais (análises de energia, síntese de emergia, ciclo de vida e inventários de carbono) e econômicas. Uma vez que diferentes materiais não podem compor um único índice, geralmente esses fluxos não são mostrados. Isso dificulta comparações entre análises. Outro aspecto que contribui para isso é a definição dos limites dos sistemas estudados. Se eles diferirem os resultados serão diferentes, disfarçando as distinções reais entre eles. O presente estudo visa sugerir um arranjo de modelos existentes para a determinação dos fluxos de energia e materiais em sistemas agrícolas. Os seguintes passos foram considerados: i) a adoção de uma linguagem de diagramação para representar o sistema analisado; ii) a determinação do fluxo de materiais dos insumos diretamente aplicados; iii) a determinação do fluxo de materiais dos insumos indiretamente aplicados, que envolve a capacidade de campo operacional dos sistemas mecanizados, o consumo de combustível, a depreciação de maquinário e a mão-de-obra. Dados de consumo de combustível foram comparados com os modelos apresentados. O melhor modelo aplicado foi o fixado em função da potência do motor (0,163 L kW-1 h-1). A determinação dos fluxos de materiais para a produção de silagem de milho apresentou resultados similares aos dados de abordagem mais ampla

Desempenho energético de uma produção de eucalipto

Maximizing yields is opposed to the goal of minimizing the use of inputs. In the context of system rationalization, the addition of non-economic parameters in the decision making and the magnitude of eucalyptus plantation in Sao Paulo State, Brazil led to this study. The objective was to establish the flows and to evaluate the performance of energy transformations on eucalyptus production. The evaluated system presented three alternatives of soil acidity management: lime, ash and sludge application. The applied indicators were energy return on investment, energy intensity and energy balance, which meant, respectively, the return over energy investment, the energy content of biomass and the energy obtained per area. For the basic scenario, lime, EROI was 58.5 MJ MJ-1, energy intensity was 124.7 MJ m-3, and the energy balance was 2120.7 GJ ha-1. The required energy was larger when ash (5.2%) and sludge (57.2%) were used. The main inputs were, in order, fuel, fertilizers, herbicide and lime. Harvesting was the main operation (56.7%), followed by subsoiling. Fuel in harvesting, fertilizers and lime summed 79.6% of the total energy. The sensitivity of the system showed that the material used to control soil acidity had more effect on the energy demand (up to +57.4%) than the suggested scenarios (-5.3% when the field efficiency was increased).O contexto da racionalização dos sistemas de produção, a inserção de parâmetros não-econômicos na tomada de decisão e a magnitude do cultivo de eucalipto, no Estado de São Paulo, Brasil, nortearam este estudo, cujo objetivo foi estabelecer os fluxos e o desempenho das transformações energéticas de um sistema de produção de eucalipto. O sistema avaliado apresentou três alternativas de manejo de acidez do solo: calcário, cinzas e biossólido. Os indicadores utilizados foram o retorno de energia sobre energia investida, intensidade e balanço energéticos, que representam, respectivamente, a taxa de retorno de energia obtida, a energia contida na biomassa e a energia obtida por área. Para o cenário básico, calcário, o retorno de energia sobre energia investida foi de 58,5 MJ MJ-1, a intensidade energética da biomassa 124,7 MJ m-3 e o balanço de energia foi 2120,7 GJ ha-1. A energia demandada foi maior com cinzas (5,2%) e biossólido (57,2%). Os principais insumos foram, em ordem decrescente: combustível, fertilizantes, herbicida e calcário. A colheita é a principal operação (56,7%), seguida da subsolagem. O combustível gasto na colheita mais fertilizantes e calcário correspondem a 79,6% da energia necessária. A sensibilidade do sistema mostrou que o material de controle de acidez do solo causa maiores efeitos na demanda de energia (até +57,4%) que os cenários sugeridos (-5,3% com acréscimo da eficiência de campo).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Material flow determination through agricultural machinery management

A abordagem da incorporação material em sistemas agrícolas é importante, pois determina a convergência de insumos (indiretamente, de recursos naturais) no campo. Além disso, os fluxos de materiais são a base para quaisquer análises ambientais (análises de energia, síntese de emergia, ciclo de vida e inventários de carbono) e econômicas. Uma vez que diferentes materiais não podem compor um único índice, geralmente esses fluxos não são mostrados. Isso dificulta comparações entre análises. Outro aspecto que contribui para isso é a definição dos limites dos sistemas estudados. Se eles diferirem os resultados serão diferentes, disfarçando as distinções reais entre eles. O presente estudo visa sugerir um arranjo de modelos existentes para a determinação dos fluxos de energia e materiais em sistemas agrícolas. Os seguintes passos foram considerados: i) a adoção de uma linguagem de diagramação para representar o sistema analisado; ii) a determinação do fluxo de materiais dos insumos diretamente aplicados; iii) a determinação do fluxo de materiais dos insumos indiretamente aplicados, que envolve a capacidade de campo operacional dos sistemas mecanizados, o consumo de combustível, a depreciação de maquinário e a mão-de-obra. Dados de consumo de combustível foram comparados com os modelos apresentados. O melhor modelo aplicado foi o fixado em função da potência do motor (0,163 L kW-1 h-1). A determinação dos fluxos de materiais para a produção de silagem de milho apresentou resultados similares aos dados de abordagem mais ampla.The approach of material embodiment in agricultural production systems is important because it determines the convergence of inputs (indirectly, the natural resources) to the field. Additionally, material flow is the basis for both environmental (energy analysis, emergy synthesis, life-cycle analysis and carbon inventories) and economical analyses. Since different materials cannot compose a single index, generally these flows are not shown, making comparisons among approaches difficult. Another aspect that makes comparisons difficult is the definition of the boundary of the studied system. If these boundaries differ, results will also be different, hiding actual distinctions among systems. The present study aims to suggest an arrangement of existing models to determine material flow in agricultural production systems. The following steps were considered: i) the adoption of a diagram language to represent the analyzed system; ii) determination of the material flow for directly applied inputs; iii) determination of the material flow for indirectly applied inputs, which included: determination of the effective field capacity; fuel consumption; machinery depreciation; and labor. Data on fuel consumption were compared with the models presented. The best model applied was a fixed parameter based on engine power (0.163 L kW-1 h-1). The determination of the material flow for maize silage production presented similar results as those obtained in regional databases

Machinery management as an environmental tool - material embodiment in agriculture

The material embodiment in agricultural production systems is important because it determines the convergence of inputs (indirectly, the natural resources) into the crop.  Besides this, the material flows are the basis for any environmental (energy analysis, emergy evaluation, life-cycle analysis and carbon inventories) and economical analyses. Since different materials cannot compose a single index, generally these flows are not shown and this fact makes comparisons difficult to be done. Another aspect that makes comparisons more difficult is the establishment of the studied system's boundary. If they differ, results will be different, disguising actual distinctions among systems. This study aimed to apply a methodology in order to determine material flows in agricultural production systems. A secondary goal is to show that machinery management can propitiate less material convergence into the crop. A diagram language to represent the analyzed system was adopted in order to establish the systems' limit. The determination of the material flows of indirectly applied inputs (fuel consumption; the machinery depreciation; and labor) included the determination of the effective field capacity, since the latter aggregates efficiency and is able to make data related to time to be related to area. Data of fuel consumption were compared with the models presented (the most accurate for the surveyed system was presented by Molin and Milan, 2002). The material embodiment of a maize silage production system was determined and compared with regional data, presenting similar data. For this system and a haylage (Tifton 85) production system the embodiment was calculated for different aspects (area, yield and qualitative aspects) in order to show the importance of establishing the limit of study and indicators. A comparison approaching the efficiency was also done, the variables considered were farm size, machinery use and labor requirement, efficiency increased more than the area increase

Energy balance methodology and modeling of supplementary forage production for cattle in Brazil

A pecuária é a principal fonte de proteína no Brasil, e sofre pela estacionalidade das chuvas, necessitando-se da suplementação alimentar. Para amenizar tais problemas surgem técnicas visando o aumento da produtividade, porém demandando mais energia. O balanço energético é uma importante ferramenta para avaliar a eficiência com que um sistema de produção utiliza os insumos, pois relaciona os fluxos de energia de entrada (input) e a energia disponibilizada pelo sistema (output). No entanto, não há uma metodologia padrão para tal análise, e ainda analisar diferentes opções não é uma tarefa fácil, pela complexidade de sistemas agrícolas e pelas interações de suas variáveis. Sendo assim, o presente trabalho objetivou propor uma metodologia de determinação do balanço energético, que desse suporte ao desenvolvimento de um modelo em planilha eletrônica. Este foi utilizado para avaliar dois sistemas: um de produção de silagem de milho (Zea mays L.) e um de silagem emurchecida de Tifton 85 (Cynodon spp.). A silagem de milho apresentou balanços energéticos bruto de 14,08 e a emurchecida 0,98, já para o balanço de energia digestível foram 9,12 e 0,99, respectivamente. As adubações demandaram 73,4% do total de energia na silagem de milho e a irrigação 99,7% na emurchecida. A análise de sensibilidade indicou produtividade e teor de matéria seca como variáveis críticas do balanço energético para a silagem de milho. Na emurchecida tal análise não indicou variável alguma. Reduções da concentração do fertilizante e uso de irrigação foram as melhores alternativas para o milho e o Tifton 85, respectivamente.Cattle is the main protein source in Brazil and cattle production depends on preserving forage in order to decrease the influence of dry periods on grass production. To minimize such problems, some new techniques have been created to increase the yield which also leads to energy demand increase. Energy balance is a vital tool to evaluate the efficiency of energy consumption in production systems. There is no standard methodology established for this determination. It is also difficult to analyze different management options because of the complexity of the production systems and the interactions among variables. Therefore the purpose of this study is to develop a methodology that supports the development of a model, using a spreadsheet, and to use it to analyze the energy balance of production systems. The model was applied to a traditional production system of maize (Zea mays L.) silage and a Bermuda grass (Cynodon spp.) haylage. The gross energy balance presented was 14.1 energy units of output per energy units of input for maize silage and 0.98 for haylage. For the digestible energy balance, the values were 9.1 and 0.99, respectively. The total energy demanded was 74.3% in maize silage fertilizations and 99.7% in haylage irrigation. Yield and dry matter contents were indicated in a sensitivity analysis as the main critical variables for maize, whereas for haylage, it was not possible to indicate any. The best alternative scenarios for improving energy efficiency in maize silage and haylage production were the reductions of fertilizer concentration and irrigation use, respectively

Capacidade do processo de corte de rebolos de cana-de-açúcar colhidos mecanicamente

The mechanized harvest of sugar cane (Saccharum officinarum L.) in Brazil is an irreversible trend and it comes with a great concern about the quality of the cane delivered to the industry. A key component to quality is the billet length which affects the processing of raw material, cane deterioration, invisible losses and load density of transport vehicles. Thus, due to the importance of the billet standard in quality and cost of raw material, this study aimed to evaluate if the mechanized harvesting of sugar cane can supply the quality requirements for the crushing process, regarding the billet length. A plot with burnt sugar cane (3.2 ha) and another one with green sugar cane (8.0 ha) were selected to be harvested by two (2) self-propelled sugar cane harvesters. For each harvested 0.4 ha a sample from each infield wagon was collected. The sample was composed by ten billets. The variability in burnt sugar cane was higher than in green sugar cane, and both harvesters did not present the capacity of keeping the billets with similar lengths when operating either in burnt or green conditions.A colheita mecanizada de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) no Brasil é uma tendência irreversível e junto a ela vem à preocupação com a qualidade da matéria-prima que chega à indústria. O tamanho de rebolos tem influência nessa qualidade por afetar o processo de deterioração da cana, perdas invisíveis e a densidade de carga no transbordo e transporte. Considerando-se a importância do padrão do rebolo na qualidade e custo da matéria-prima, avaliou-se se a colheita mecanizada de cana-de-açúcar pode atender às exigências de qualidade da moagem no que se refere ao indicador tamanho de rebolo. Para tanto, uma área de cana queimada (3,2 ha) e outra de cana crua (8,0 ha) foram selecionadas. As áreas foram colhidas por duas colhedoras automotrizes. Para cada colhedora e área, uma amostra a cada 0,4 ha colhidos foi coletada, junto ao conjunto de transbordo e cada amostra era composta por dez rebolos. Os resultados foram analisados por meio de gráficos de controle, e a capacidade do processo de corte foi determinada. Houve maior variabilidade na condição de cana queimada em relação à cana crua, e que ambas as colhedoras não têm a capacidade de manter os rebolos em tamanhos semelhantes, quando operando nessas duas condições diferentes

Capacidade do processo de corte de rebolos de cana-de-açúcar colhidos mecanicamente

A colheita mecanizada de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) no Brasil é uma tendência irreversível e junto a ela vem à preocupação com a qualidade da matéria-prima que chega à indústria. O tamanho de rebolos tem influência nessa qualidade por afetar o processo de deterioração da cana, perdas invisíveis e a densidade de carga no transbordo e transporte. Considerando-se a importância do padrão do rebolo na qualidade e custo da matéria-prima, avaliou-se se a colheita mecanizada de cana-de-açúcar pode atender às exigências de qualidade da moagem no que se refere ao indicador tamanho de rebolo. Para tanto, uma área de cana queimada (3,2 ha) e outra de cana crua (8,0 ha) foram selecionadas. As áreas foram colhidas por duas colhedoras automotrizes. Para cada colhedora e área, uma amostra a cada 0,4 ha colhidos foi coletada, junto ao conjunto de transbordo e cada amostra era composta por dez rebolos. Os resultados foram analisados por meio de gráficos de controle, e a capacidade do processo de corte foi determinada. Houve maior variabilidade na condição de cana queimada em relação à cana crua, e que ambas as colhedoras não têm a capacidade de manter os rebolos em tamanhos semelhantes, quando operando nessas duas condições diferentes.The mechanized harvest of sugar cane (Saccharum officinarum L.) in Brazil is an irreversible trend and it comes with a great concern about the quality of the cane delivered to the industry. A key component to quality is the billet length which affects the processing of raw material, cane deterioration, invisible losses and load density of transport vehicles. Thus, due to the importance of the billet standard in quality and cost of raw material, this study aimed to evaluate if the mechanized harvesting of sugar cane can supply the quality requirements for the crushing process, regarding the billet length. A plot with burnt sugar cane (3.2 ha) and another one with green sugar cane (8.0 ha) were selected to be harvested by two (2) self-propelled sugar cane harvesters. For each harvested 0.4 ha a sample from each infield wagon was collected. The sample was composed by ten billets. The variability in burnt sugar cane was higher than in green sugar cane, and both harvesters did not present the capacity of keeping the billets with similar lengths when operating either in burnt or green conditions

Planejamento do preparo do solo por meio do desdobramento da função qualidade (QFD)

O setor florestal brasileiro representa aproximadamente 4% do produto interno bruto, valor estimado em US$21 bilhões. As florestas denominadas artificiais, ocupam ao redor de 4,8 milhões de hectares sendo previsto uma necessidade de ampliação para atender a demanda futura, além do replantio das áreas cohidas. Uma das preocupações com essas áreas é evitar a compactação do solo devido as operações mecanizadas e uma das técnicas é o preparo reduzido. O objetivo deste trabalho é definir as prioridades do preparo do solo de acordo com as necessidades da muda de eucaliptus; para tanto utilizou-se da função desdobramento da qualidade (QFD) para identificá-las. Os requisitos técnicos largura e profundidade do sulco e tamanho dos torrões foram os mais importantes para atender as demandas das mudas. O QFD é uma técnica que tem potencial de aplicação, tanto na área florestal como agrícola, para identificar e traduzir as demandas das culturas em requisitos técnicos.The Brazilian forest sector represents about 4$ 21.0 billion. The natural forest area is approximately 4.8 million hectares and for the near future there will be a need to increase the planted area. To avoid or minimize the impact of mechanized practices on forest soils, the reduced tillage has been developed. The aim of this work is to define the technical priorities of the reduced tillage for eucalyptus seedlings, using quality function deployment (QDF). The design requirements classified as the most important to attend seedling demands were the furrow width and depth, and clod sizes. QFD has the potential to be applied to agro-forestry systems to translate plant demands into technical requirements