BIOMASS SUPPLY CHAIN ANALYSIS WITH DENSIFIED WASTE

ABSTRACT The possibility to vary the energy matrix, thus reducing the dependency on fossil fuels, has amplified the acceptance of biomass as an alternative fuel. Despite being a cheap and renewable option and the fact that Brazil is a major producer of waste from agriculture and forestry activities, the use of these materials has barriers due to its low density and low energetic efficiency, which can raise the costs of its utilization. Biomass densification has drawn attention due to its advantage in comparison to in natura biomass due to its better physical and combustion characteristics. The objective of this paper is to evaluate the impact of biomass densification in distribution and transport costs. To reach this objective, a mathematical model was used to represent decisions at a supply chain that coordinates the purchase and sale of forestry and wood waste. The model can evaluate the options to deliver biomass through the supply chain combining demand meeting and low cost. Results point to the possibility of an economy of 60% in transport cost and a reduction of 63% in the required quantity of trucks when densified waste is used. However, costs related to the densifying process lead to an increase of total supply costs of at least 37,8% in comparison to in natura waste. Summing up, the viability of biomass briquettes industry requires a cheaper densification process.

Modelo de programação linear para seleção de pulverizadores agrícolas de barras

A seleção de pulverizadores agrícolas que se adaptem às necessidades da propriedade, é um processo trabalhoso, sendo uma das etapas mais importantes dentro do processo produtivo. O objetivo do presente trabalho foi o de desenvolver e utilizar um modelo de programação linear para auxiliar na seleção de pulverizadores agrícolas de barras, baseado no menor custo horário do equipamento. Foram utilizadas as informações técnicas referentes a 20 modelos de pulverizadores disponíveis no mercado, sendo quatro autopropelidos, oito de arrasto e oito do tipo montado. A análise de sensibilidade dos componentes dos custos operacionais mostrou que as taxas de reparo e depreciação foram os fatores que mais interferiram na variação do custo horário do conjunto trator-pulverizador. O modelo matemático desenvolvido facilitou a realização da análise de sensibilidade que foi processada em um tempo muito pequeno.

Relação entre índice de área foliar e frações de componentes puros do modelo linear de mistura espectral, usando imagens ETM+/Landsat

O índice de área foliar (IAF) é uma das mais importantes variáveis biofísicas da vegetação, estando relacionado diretamente com a evapotranspiração, com a produtividade da vegetação e com a interceptação da chuva pelo dossel. O objetivo deste trabalho foi analisar a relação do IAF de diversos tipos de cobertura do solo com Frações de Componentes Puros (FCPs) do Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME). A área de estudo foi a microbacia hidrográfica do Ribeirão dos Marins, localizada no município de Piracicaba - SP. O IAF foi medido, no campo, com o equipamento LAI-2000, em 32 áreas com diferentes coberturas vegetais. A imagem utilizada foi do sensor ETM+ a bordo do satélite Landsat-7. No MLME, foram considerados três componentes puros (vegetação, solo e sombra), selecionados com o auxílio dos componentes principais. Como resultado, tem-se que o IAF variou de 0,47 a 4,48, quando consideradas todas as áreas. As relações do IAF com a fração do componente puro vegetação F VEG e com a fração do componente puro solo (F SOL) foram significativas, embora fracas. Ao considerar apenas dados de IAF de cana-de-açúcar, houve aumento da variação explicada tanto para F VEG como para F SOL, sugerindo que a estratificação da vegetação pelo tipo pode melhorar a estimativa do IAF.

Distribuição da carga hidráulica em linhas de derivação otimizadas por programação linear

A existência de diferentes combinações de uniformidade de emissão na unidade operacional com a declividade do terreno favorece a ocorrência de várias possibilidades de configurações no sistema de irrigação, por conseguinte de diferentes custos de implantação e de posterior manejo do sistema. Desde que bem dimensionado, consegue-se verificar, no sistema de irrigação localizada, que a otimização do sistema por meio da programação linear é a melhor metodologia frente aos outros métodos propostos na pesquisa operacional, visto que se encontra a solução ótima global para as variáveis preestabelecidas no dimensionamento. Este trabalho teve por objetivo, analisar a distribuição da carga hidráulica na linha de derivação, sob diferentes uniformidades de emissão e declividades do terreno, calculada por programação linear. Os resultados obtidos permitem análise consistente dos parâmetros hidráulicos da uniformidade de emissão preestabelecida para a linha de derivação. Observa-se, em todos os casos, comportamento decrescente de variação da carga hidráulica, ocorrendo em maior intensidade na seguinte ordem de uniformidade de emissão: 80% > 83% > 86% > 89% > 92%. Já os pontos de menor carga hidráulica, a 3% de declividade, encontram-se na décima primeira saída em todas as uniformidades de emissão testadas.

Computational modeling for irrigated agriculture planning. Part I: general description and linear programming

Linear programming models are effective tools to support initial or periodic planning of agricultural enterprises, requiring, however, technical coefficients that can be determined using computer simulation models. This paper, presented in two parts, deals with the development, application and tests of a methodology and of a computational modeling tool to support planning of irrigated agriculture activities. Part I aimed at the development and application, including sensitivity analysis, of a multiyear linear programming model to optimize the financial return and water use, at farm level for Jaíba irrigation scheme, Minas Gerais State, Brazil, using data on crop irrigation requirement and yield, obtained from previous simulation with MCID model. The linear programming model outputted a crop pattern to which a maximum total net present value of R$ 372,723.00 for the four years period, was obtained. Constraints on monthly water availability, labor, land and production were critical in the optimal solution. In relation to the water use optimization, it was verified that an expressive reductions on the irrigation requirements may be achieved by small reductions on the maximum total net present value.

Comparison of maps of spatial variability of soil resistance to penetration constructed with and without covariables using a spatial linear model

A study about the spatial variability of data of soil resistance to penetration (RSP) was conducted at layers 0.0-0.1 m, 0.1-0.2 m and 0.2-0.3 m depth, using the statistical methods in univariate forms, i.e., using traditional geostatistics, forming thematic maps by ordinary kriging for each layer of the study. It was analyzed the RSP in layer 0.2-0.3 m depth through a spatial linear model (SLM), which considered the layers 0.0-0.1 m and 0.1-0.2 m in depth as covariable, obtaining an estimation model and a thematic map by universal kriging. The thematic maps of the RSP at layer 0.2-0.3 m depth, constructed by both methods, were compared using measures of accuracy obtained from the construction of the matrix of errors and confusion matrix. There are similarities between the thematic maps. All maps showed that the RSP is higher in the north region.

Correlação linear e espacial entre produtividade de Brachiaria brizantha, densidade do solo e porosidade total em função do sistema de manejo do solo

A densidade e a porosidade são propriedades físicas do solo que são alteradas em função do sistema de manejo utilizado, com consequente influência sobre a produtividade das culturas. A produtividade da planta forrageira, Brachiaria brizantha, em função da densidade do solo e da porosidade total foi analisada em dois sistemas de manejo de solo, em experimento conduzido no segundo semestre de 2009, no município de Santa Teresa, no Estado do Espírito Santo. O objetivo foi estudar a variabilidade e as correlações lineares e espaciais entre os atributos da planta e do solo, visando a selecionar um indicador da qualidade física do solo de boa representatividade para produtividade de forragem. Marcaram-se duas parcelas de 40 m por 50 m a cada 5 m, em duas direções, resultando em um reticulado retangular de 99 pontos, em cada um dos sistemas utilizados: preparo convencional e plantio direto. Os atributos estudados, além de não terem variado aleatoriamente, apresentaram variabilidade dos dados entre média e alta, e seguiram padrões espaciais bem definidos, com alcance entre 20,3 e 24,2 m. Por sua vez, a correlação linear entre o atributo da planta e os do solo, em função do elevado número de observações, foi baixa. A melhor correlação para produtividade de matéria seca foi com a densidade do solo na profundidade de 0,0 - 0,15 m, independentemente do sistema de manejo do solo, indicando que a produtividade e a densidade do solo são inversamente proporcionais. Portanto, a densidade do solo avaliada na camada de 0,0 - 0,15 m apresentou-se como satisfatório indicador da qualidade física do solo, quando se considerou a produtividade da forrageira.

Influência local em um modelo espacial linear da produtividade da soja utilizando distribuição t-Student

O uso das ferramentas da geoestatística, aliadas à agricultura de precisão permitem o acompanhamento das áreas agrícolas produtoras de soja, estabelecendo as relações de dependência espacial entre os pontos amostrados. A modelagem da estrutura de variabilidade espacial possibilita a construção de mapas temáticos dos atributos estudados, utilizando como método de interpolação a krigagem. Porém, a presença de valores atípicos entre os elementos amostrais pode influenciar na construção e interpretação desses mapas. A distribuição de probabilidades t-Student tem sido utilizada na tentativa de diminuir a influência dos valores atípicos durante a estimativa dos parâmetros de dependência espacial, por ter caudas mais pesadas que a distribuição normal. A detecção dos valores influentes na área em estudo, por meio da análise de diagnósticos de influência local, confere maior confiabilidade na utilização dos mapas gerados, corroborando a aplicação de insumos. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi aplicar as técnicas de influência local em dados espacialmente referenciados, com os modelos de perturbação aditiva e utilizando a matriz escala, considerando a distribuição t-Student n-variada. Foi utilizado um modelo espacial linear para o estudo de dados da produtividade da soja em função da altura média de plantas e do número médio de vagens por planta. As técnicas de influência local foram eficientes para detectar pontos que influenciam na escolha do modelo geoestatístico, nas estimativas dos parâmetros e na construção do mapa temático.

Financial losses in pork supply chain: a study of the pre-slaughter handling impacts

Brazil is amongst the world’s largest swine producers. However, its competitiveness has been vulnerable due to a lack of cooperation between the supply chain players. This condition makes the financial losses to be evaluated taking into account only an individual node, and most of the time, these damages are imputed by swine breeders. Living weight losses occur between the farm to slaughterhouses, and the main cause of these losses is the pre-slaughter handling, especially during animal transportation. In this research, we analyzed the pre-slaughter handling in a swine farm in Brasilândia, MS, Brazil. Analyzed data were provided by five slaughterhouses (farm clients) from the studied region, in which it was considered living weight losses, carcass bruising, animal injury, and death rate. The results indicated that total financial losses represent 160 thousand dollars per year, when taking into account the supply chain management.

Fuzzy rule-based system for evaluation of uncertainty transaction in cassava chain

A fuzzy ruled-based system was developed in this study and resulted in an index indicating the level of uncertainty related to commercial transactions between cassava growers and their dealers. The fuzzy system was developed based on Transaction Cost Economics approach. The fuzzy system was developed from input variables regarding information sharing between grower and dealer on “Demand/purchase Forecasting”, “Production Forecasting” and “Production Innovation”. The output variable is the level of uncertainty regarding the transaction between seller and buyer agent, which may serve as a system for detecting inefficiencies. Evidences from 27 cassava growers registered in the Regional Development Offices of Tupa and Assis, São Paulo, Brazil, and 48 of their dealers supported the development of the system. The mathematical model indicated that 55% of the growers present a Very High level of uncertainty, 33% present Medium or High. The others present Low or Very Low level of uncertainty. From the model, simulations of external interferences can be implemented in order to improve the degree of uncertainty and, thus, lower transaction costs.

Anastomose esôfago-jejunal látero-lateral com grampeador linear cortante complementada por sutura manual

One of the most difficult procedures in digestive-tract surgery is esophago-jejunal anastomosis following total gastrectomy. Cost/benefit analysis of this procedure justifies the use of mechanical staplers, in spite of their high cost. A technical variant of the side-to-side esophago-jejunal anastomosis is presented, which incorporates the use of a cutting linear stapler. Technical maneuvers are easy to perform, the cost of the cutting linear stapler is smaller than the circular ones, the amplitude of the anastomosis is wider and the likelihood of fistulae is smaller when compared to other techniques. The side-to-side esophago-jejunal anastomosis with the cutting linear stapler is always complemented by a manual suture.

A rapid and sensitive diagnosis of bovine leukaemia virus infection using the nested shuttle polymerase chain reaction

Bovine leukaemia virus (BLV) is the causative agent of enzootic bovine leukosis (EBL). In Argentina, where a program to eradicate EBL has been introduced, sensitive and reliable diagnosis has attained high priority. Although the importance of the agar gel immunodiffusion test remains unchanged for routine work, an additional diagnostic technique is necessary to confirm cases of sera with equivocal results or of calves carrying maternal antibodies.Utilizing a nested shuttle polymerase chain reaction, the proviral DNA was detected from cows experimentally infected with as little as 5 ml of whole blood from BLV seropositive cows that were nonetheless normal in haematological terms. It proved to be a very sensitive technique, since it rapidly revealed the presence of the provirus, frequently at 2 weeks postinoculation and using a two-round procedure of nested PCR taking only 3 hours. Additionally, the primers used flanked a portion of the viral genome often employed to differentiate BLV type applying BamHI digestion. It is concluded that this method might offer a highly promising diagnostic tool for BLV infection.

Polymerase chain reaction for the diagnosis of bovine genital campylobacteriosis

Bovine genital campylobacteriosis is a common venereal disease of cattle; the prevalence of this disease can be underestimated mostly because of the nature of the etiological agent, the microaerobic Campylobacter fetus subspecies venerealis. The purpose of the current study was to evaluate the utilization of polymerase chain reaction (PCR) in the diagnosis of genital campylobacteriosis in samples obtained from bull prepuce aspirate, cow cervical mucus, and abomasum contents of aborted fetuses, collected into enrichment medium. Five different DNA extraction protocols were tested: thermal extraction, lysis with proteinase K, lysis with guanidine isothiocyanate, lysis with DNAzol, and lysis with hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB). The specificity, sensitivity, and technical application of the PCR assay were also evaluated with clinical samples and compared to bacterial isolation by standard culture. DNA extraction by the CTAB protocol provided better results in PCR, and it was able to detect 63 colony-forming units per ml of C. fetus. Out of 277 clinical samples tested, 68 (24%) were positive for Campylobacter fetus using PCR, while only 8 (2.8%) of the samples were positive by bacterial isolation in solid medium, proving the superiority of the PCR technique when compared to the standard isolation method, and providing evidence for its usefulness as a better screening test in cattle for the diagnosis of bovine genital campylobacteriosis.

Serology, polymerase chain reaction and histopathology for leptospirosis in samples collected at slaughter from dairy cows of Parnaiba region, state of Piauí, Brazil

The presence of anti leptospiral agglutinins (microscopic agglutination test - MAT) and DNA of leptospires was investigated in the kidney and urine (Polymerase Chain Reaction - PCR) in samples collected at the time of slaughter of cattle originating from the dairy basin of Parnaíba, Piauí, Brazil, as also the lesions in kidney, lung, liver, uterus, ovary and placenta (histopathology and immunohistochemistry). In the MAT, Hardjo was the predominant serovar with the highest number of reagent animals for the strain Hardjobovis/Sponselee. Anti-leptospiral antigens were scored in epithelial cells, interstitial vascular endothelium, endothelium of glomerular capillaries and Bowman's capsule of 20 positive animals. Inflammatory cells were more common in the kidney. PCR was positive in urine and kidney tissue