Análise energética de sistemas de produção de etanol de mandica,cana-de-açúcar e milho

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Dinâmica dos sistemas de produção familiares da Ilha de Marajó: o caso do município de Cachoeira do Arari

A Amazônia tradicional é a Amazônia dos rios, que foi e continua sendo um padrão de ocupação espacial e econômico importante para o desenvolvimento regional. O arquipélago de Marajó, espaço geral empírico desta pesquisa, como parte da Amazônia dos Rios, não foge a esta regra. No entanto, sabe-se que a organização espacial da Amazônia vem sofrendo grandes mudanças, incluindo diversas dinâmicas nos sistemas produtivos agropecuários, com reflexos econômicos, sociais e ambientais complexos. Muitos estudos têm produzido interpretações distintas sobre a sustentabilidade das atividades agropecuárias na Amazônia brasileira e internacional. Por exemplo, os estudos sobre os modelos de exploração pecuária bovina e bubalina identificam que esta atividade já não é prioridade somente dos grandes estabelecimentos, como em décadas anteriores, em razão do processo de "pecuarização" da agricultura familiar. Esta pesquisa aborda fundamentalmente, as dinâmicas que vêm se processando ou tomando forma nos sistemas de produção familiar, no município de Cachoeira do Arari, situado na Ilha de Marajó - PA, entre os anos de 1994 a 2004. A investigação foi desenvolvida junto às famílias camponesas de seis comunidades (Bacuri, Camará, Gurupá, Jabuti e Retiro Grande). O objetivo principal do trabalho foi caracterizar as dinâmicas socioeconômicas ocorridas nesta década. Os resultados deste trabalho poderão subsidiar futuras pesquisas e políticas públicas que visem a sustentabilidade da produção agropecuária familiar. O método usado para determinação da tipologia das propriedades foi o multi-variado por agregação. Os principais eixos de variáveis que definiram esses tipos foram: magnitude do componente agrícola, magnitude do componente pecuário, rendimento da lavoura branca, magnitude da criação de pequenos e médios animais e fontes de renda externas à propriedade. Os tipos resultantes foram: subsistência, açaizeiro, abacaxizeiro, pecuaçaí, pecuarista e outrarenda. Constatou-se uma grande variabilidade dos sistemas de produção e identificou-se as dinâmicas específicas dos tipos de propriedades ao longo de dez anos, bem como os fatores determinantes de viabilidade dos sistemas de produção e as demandas de política pública.

Monitoramento participativo de sistemas de produção orgânica através de indicadores de sustentabilidade

O século passado foi marcado por grandes avanços tecnológicos na agricultura que culminaram com a chamada “Revolução Verde”, a qual é hoje, comprovadamente, considerada como um modelo insustentável. Tal fato tem motivado instituições científicas e agricultores a buscarem por novos paradigmas para a produção. A agroecologia tem se destacado por abordar o manejo de agroecossistemas dentro de uma visão holística, sistêmica e participativa, subsidiando a recuperação das suas funções e a autonomia durante a transição agroecológica. Nesse contexto, a utilização de ferramentas para avaliação e monitoramento do processo, como a análise de indicadores de sustentabilidade, é fundamental. O presente estudo teve como objetivo monitorar participativamente o grau de sustentabilidade de duas unidades de produção orgânica em Jaguariúna-SP, após cinco anos de uma primeira avaliação. Foram analisados 81 indicadores, abordando quatro dimensões da sustentabilidade: ambiental, social, econômica e política. Os resultados foram obtidos de forma consensual e participativa entre pesquisadores e agricultores, enriquecendo o estudo. Do ponto de vista global, houve um leve avanço no grau de sustentabilidade das duas propriedades. No entanto, ambas continuam no mesmo nível de transição agroecológica apresentado em pesquisa realizada em 2005.

Análise energética de sistemas de produção de etanol de mandioca, cana-de-açúcar e milho

The objective of this work was the analysis of the energetic ethanol production systems using as source of carbohydrates, manioc, sugar cane and maize crops. The searches were carried from the field in the Paranapanema River Valley, state of Sao Paulo in the operations of cultivation and industrial processing of raw materials for analysis. The expenditure of energy concerning the agricultural part was made by the energy consumption of stage production of one hectare of sugar cane, cassava and corn, tillage and planting procedure, inputs, driving the crop, harvest, transport industry and energy draining. The expenditure of energy referring to the part was made by the industry energy consumption of stage processing of one tonne of sugar cane, cassava and corn, in the operations of disintegration / milling, hydrolysis / treatment of the broth, fermentation, distillation and maintenance of equipment. Under the system of agronomic production of raw materials, manioc presented an energy expenditure below that of sugar cane and maize (9,528.33 MJ ha-1; 14,370.90 MJ ha-1 and 15,633.83 MJ ha-1, respectively). For the ethanol produced, the operations of cultivation has consumed 1.54 MJ l-1 with manioc; MJ 1.99 l-1 with sugar cane, and 7.9 MJ l-1 with the corn. In the industrial processing of a ton of raw material, sugar cane presented an energy cost less than the cassava and maize (1,641.56 MJ t-1; 2,208.28 MJ t-1 and MJ 3,882.39 t-1, Respectively), however, showed a higher cost than when they related to ethanol produced (19.38 MJ l-1; 11.76 MJ l-1 and 11.76 MJ l-1, respectively). In the final energy balance for each megajoules of energy invested in sugar cane were required 1.09 MJ (9%), for each megajoules of energy invested in manioc were required 1.76 MJ (76%) and for each megajoules energy invested in maize were required 1.19 MJ (19%). Overall, it appears that the manioc consumes less energy than sugar cane and corn crops in the process of agribusiness obtaining ethanol.

Estudo e análise de sistemas de refrigeração industrial integrados a plantas de processo químico

This work approaches the analysis of industrial refrigeration systems applied to a chemical processing industry that, in this case, consists of refrigeration machines, cooling tower system, cold water system and brine system. In this study it is highlighted the function and characteristics of different systems, including the main components, the most important features, their functionality and best practices. The motivation for this work is the fact that refrigeration systems are essential in many industrial processes, presenting a high energy consumption that is related to a significant parcel of production costs. It has aimed to understand the case studied in order to evaluate the energy efficiency of systems and to compare with Carnot efficiency and best available technologies. The assessment aims to identify irregularities, find opportunities and propose solutions that increases the performance of equipment and the overall system efficiency. Therefore, the studies intend to reduce the operation costs and generate gains for the company

Estudo e análise de sistemas de refrigeração industrial integrados a plantas de processo químico

This work approaches the analysis of industrial refrigeration systems applied to a chemical processing industry that, in this case, consists of refrigeration machines, cooling tower system, cold water system and brine system. In this study it is highlighted the function and characteristics of different systems, including the main components, the most important features, their functionality and best practices. The motivation for this work is the fact that refrigeration systems are essential in many industrial processes, presenting a high energy consumption that is related to a significant parcel of production costs. It has aimed to understand the case studied in order to evaluate the energy efficiency of systems and to compare with Carnot efficiency and best available technologies. The assessment aims to identify irregularities, find opportunities and propose solutions that increases the performance of equipment and the overall system efficiency. Therefore, the studies intend to reduce the operation costs and generate gains for the company

Sistemas de produção de milho sob adubação nitrogenada e plantas de cobertura do solo

The no-tillage system is the predominant model in the agricultural scenario of southern Brazil. Thus, the use of cover crops is significant due to the addition of biomass to protect the soil surface, and contribute to the cycling and/or fixing of nutrients, and in particular nitrogen (N) with liberation for the subsequent culture. Among the cool season species, it was found predominant use of oat to obtain straw to system. Though large quantities input of residue is not the preferred species to precede the corn, cereal with relevant importance in the Paraná Southwest region. It was aimed to evaluate the productivity capacity of corn in no-tillage, in the absence or presence of nitrogen fertilization, on waste of winter cover crops on soil and climatic conditions of the Paraná Southwest region. The installation of no-tillage was held in 2010 in the experimental area belonging to UTFPR, Campus Dois Vizinhos, on a Red Latosol. For the present study, we used data relating to three agricultural years (2012/2013, 2013/2014 and 2014/2015). The experimental design was randomized block design with split plots with three replications. The main plots consisted of systems composed by cover crops (black oat, ryegrass, rye, turnip, vetch, white lupine, aot+vetch consortium and oat+vetch+turnip), preceding corn. In the subplots were used two doses of nitrogen fertilization (0 and 180 kg ha N) coverage in maize.The biggest coverage rates occurred in the consortium with 95% at 62 days after sowing. The residual effect of 180 kg ha cool season plants following year. The residual effect of 180 kg ha systems, reduced in 21% the C/N ratio of poaceae. The common vetch accumulated 32 kg N per ton of MS added. The oat and rye keeps more than 50% waste to the land cover, after 120 days, while the ryegrass and vetch provide low soil protection. Consortium oat+vetch+turnip, vetch and white lupine, released the largest amounts of N, between 52 and 59 kg ha brassica and consortia positively influencing the diameter and length of cobs, number of kernels per row and, total number of grains per ear of corn, in the absence of mineral N. The weight of a thousand grains was increased by 12.4% by the addition of 180 kg ha increase in productivity of grain by the addition of 180 kg ha N, was 2.1 Mg ha 5.6 Mg ha 6.4 Mg ha components when cultivated on vetch. Systems containing fabaceae, brassica and consortium oat+vetch+turnip, predating the corn, in the absence of mineral N, provided similar grain yelds inrelation to the systems with the addition of 180 kg ha Keywords: Cover crops. No-tillage. Grain yield. Zea mays - 1 -1 N, increased 4.8% coverage rate in the of N in corn/cover crops -1 -1 . Fabaceae, -1 N mineral. The average N, in relation to dose 0 kg ha corn kernels on fabaceae, brassica and consortium oat+vetch+turnip, and poaceae the grains in succession. The consortium added amount between 4.0 the DM in the years of study. There was no effect of mineral N rate for corn yield components when cultivated on vetch. Systems containing fabaceae, brassica and consortium oat+vetch+turnip, predating the corn, in the absence of mineral N, provided similar grain yelds inrelation to the systems with the addition of 180 kg ha-1 N.

Viabilidade econômica e financeira do pastejo em alfafa em sistemas de produção de leite.

2015

Sistemas de produção de feijão intercalado com cafeeiro adensado em período de formação ou após recepa

A consorciação de culturas anuais com o cafeeiro é realizada desde a introdução da cafeicultura no Brasil. Entretanto, os últimos resultados disponíveis foram obtidos com cultivares antigos e espaçamentos ultrapassados. Com o objetivo de avaliar o efeito do número de linhas de plantas e da dose de adubação NPK do feijoeiro intercalado ao cafeeiro, foram conduzidos dois experimentos de campo na Universidade Federal de Lavras, um em lavoura em formação (cv. Topázio) e outro em lavoura recepada (cv. Acaiá Cerrado), em duas épocas de plantio (das águas e da seca). O delineamento experimental foi blocos casualizados, com três repetições, sendo os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 4 x 4 + 1, envolvendo quatro números de linhas intercalares de feijoeiro (uma, duas, três e quatro) e quatro doses de adubação (0, 50, 100 e 150% da adubação NPK recomendada para o monocultivo), mais um tratamento adicional (o monocultivo do cafeeiro ou do feijoeiro). Concluiu-se que o aumento do número de linhas de feijoeiro elevou o rendimento de grãos da leguminosa em cultivo intercalar ao cafeeiro, independentemente da dose de adubação, do tipo de manejo da lavoura (formação ou recepa) e da época de plantio, mas reduziu o incremento no diâmetro do caule do cafeeiro em formação, a emissão de nós e o crescimento dos ramos plagiotrópicos, tanto no cafeeiro em formação quanto no recepado. O emprego da adubação NPK em até 150% do equivalente à dose recomendada para o monocultivo não influenciou o rendimento de grãos do feijoeiro intercalado ao cafeeiro.

Flexibilidade nos sistemas de produção

São apresentados alguns dos resultados pertencentes a uma pesquisa de três anos envolvendo empresas brasileiras e inglesas, manufatureiras do ramo metal-mecânico, analisando as relações entre as variáveis incerteza, variabilidade das saídas e flexibilidade em sistemas de produção. Os resultados são um co-produto, relacionados particularmente à flexibilidade dos recursos estruturais de produção (humanos e tecnológicos). Eles representam uma abordagem alternativa àquelas normalmente encontradas na bibliografia. Uma nova forma de analisar os estoques e o seu papel no atingimento de flexibilidade nos sistemas de produção é também desenvolvida com base nesta nova abordagem. Ela pode ajudar na determinação do que alguns têm chamado "JEDI level" - Just Enough Desirable Inventory, ou níveis mínimos desejáveis de estoques, uma idéia que vem se opor à idéia absoluta de "estoque zero" a qualquer custo.

O processo de conversão de sistemas de produção de hortaliças convencionais para orgânicos

Este artigo analisa o processo de conversão para a olericultura orgânica por meio de estudos de caso junto a agricultores com comercialização em supermercados ou feiras específicas, constatando que o Estado sempre esteve à margem do processo de difusão da agricultura orgânica, determinando o estabelecimento de uma cultura de "independência" por parte desse setor produtivo. Pelo fato de a produção de hortaliças exigir um contato constante com o mercado e o processo de inovação tecnológica, há uma baixa demanda de apoio por parte pelos agricultores, independentemente do estrato socioeconômico. O artigo mostra também que ações públicas destinadas a promover a conversão para sistemas orgânicos têm maior receptividade junto a produtores familiares, em função da maior exigência por mão-de-obra na agricultura orgânica em relação à convencional, resultando em maiores custos monetários para os que recorrem à mão-de-obra contratada.

Modelos de risk based inspection e risk based inspection and maintenance aplicados a sistemas de produção de energias renováveis

A utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para a humanidade alcançar um desenvolvimento sustentável. Nesta campanha, a energia eólica surge como um dos principais vectores de orientação tendo evoluído de forma quase exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua relativa maturidade, esta tecnologia enfrenta ainda alguns problemas e desafios. Não obstante a experiência empírica da indústria eólica, adquirida nos últimos trinta anos e dos esforços para melhorar a fiabilidade operacional das turbinas, as taxas de falha ainda se apresentam elevadas. Face às correntes práticas de Manutenção das turbinas e parques eólicos e às características de falha, (por vezes catastróficas), existe a necessidade de optimizar as estratégias de manutenção das turbinas eólicas e reduzir os custos durante o ciclo de vida, de modo a maximizar o retorno do investimento. Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual face ao objectivo pretendido, a recolha de dados reais da operação e Manutenção, a aplicabilidade dos modelos escolhidos para obtenção da probabilidade de falha, e as consequências e avaliação do risco. Assim, desenvolveu-se uma ferramenta de apoio à decisão, baseada em Modelos de RBI (Risk Based Inspection) e RBIM (Risk Based Inspection and Maintenance) aplicados a turbinas eólicas.

Afetação de recursos em sistemas de produção

O problema do escalonamento, por ser um dos factores fundamentais na tomada de decisão para uma boa gestão das operações, tem sido alvo de um amplo estudo, tanto na sua componente teórica como na sua componente prática. A importância de um escalonamento correto das operações é preponderante, quando as pequenas diferenças, em termos de tempos de produção, podem ter um grande impacto na competitividade da organização. Em muitas unidades produtivas, existem máquinas capazes de realizar as mesmas operações com diferentes desempenhos. Isto pode dever-se à necessidade de flexibilizar os recursos ou mesmo a uma atualização da capacidade produtiva. Embora os problemas de máquinas diferentes em paralelo tenham sido alvo de um vasto estudo, muitos deles não são passíveis de ser resolvidos através de métodos exatos. O problema de minimização do makespan (Rm||Cmax), é NP-hard, sendo habitualmente abordado através de heurísticas. Entre as heurísticas utilizadas em problemas de minimização do makespan em máquinas diferentes em paralelo, é possível identificar duas filosofias de afectação: a que utiliza os tempos de processamento para alocar as tarefas e a que utiliza as datas de conclusão. Nesta dissertação, pretende-se dar uma contribuição para a resolução do problema de afectação de recursos em sistemas de produção. Para tal, foram propostas as heurísticas OMTC 3 e Suffrage One. A contribuição consiste na proposta de versões híbridas e modificadas das heurística MCT e Suffrage, uma vez identificadas várias características que podem limitar o seu desempenho, como o facto da heurística MCT alocar as tarefas numa ordem aleatória ou a heurística Suffrage alocar mais que uma tarefa por iteração. Finalmente, procedeu-se à realização de testes computacionais, para avaliar o desempenho das heurísticas propostas. Os testes realizados permitiram concluir que a heurística OMTC 3 apresentou um melhor desempenho que a heurística MCT.

Metodologias de Sistemas de Informação Geográfica em sistemas de produção florestal : uma aplicação geoestatística

As florestas são uma fonte importante de recursos naturais, desempenhando um papel fulcral na sustentabilidade ambiental. A sua gestão quer territorial quer económica, conduz a uma maximização da produção, sem alteração da qualidade da matéria-prima. Portugal apresenta mais de um terço do seu território coberto por floresta, apresentando uma possibilidade de aplicação de sistemas de gestão, territorial e económica que maximizem a sua produção. Os Sistemas de Informação Geográfica (SIG) são modelos da realidade em que é possível integrar toda a informação disponível sobre um assunto tendo por base um campo comum a todos as variáveis, a localização geográfica. Os SIG podem contribuir de diversas formas para um maior desenvolvimento das rotinas e ferramentas de planeamento e gestão florestal. A sua integração com modelos quantitativos para planeamento e gestão de florestas é uma mais-valia nesta área. Nesta dissertação apresentam-se modelos geoestatísticos, com recurso a Sistemas de Informação Geográfica, de apoio e suporte à produção de pinha em Pinheiro-manso (Pinus pinea L.). Procurando estimar as áreas com melhor propensão à produção, a partir de dados amostrais. Estes foram previamente estudados tendo sido selecionadas quatro variáveis: largura da copa, área basal, altura da árvore e produção de pinha. A geoestatística aplicada, inclui modelos de correlação espacial: kriging, onde são atribuídos pesos às amostras a partir de uma análise espacial baseada no variograma experimental. Foi utilizada a extensão Geostatistical Analyst do ArcGis da ESRI, para realizar 96 krigings para as quatro variáveis em estudo, com diferentes parametrizações, destes foram selecionados 8 krigings. Com base nos critérios de adequação dos modelos e da análise de resultados da predição dos erros - cross validation. O resultado deste estudo é apresentado através de mapas de previsão para a produção de pinha em Pinheiro manso, em que foram analisadas áreas com maior e menor probabilidade de produção tendo-se realizado análises de comparação de variáveis. Através da interseção de todas as variáveis com a produção, podemos concluir que os concelhos com maiores áreas de probabilidade de produção de pinha em Pinheiro manso, da área de estudo, são Alcácer do Sal, Montemor-o-Novo, Vendas Novas, Coruche e Chamusca. Com a realização de um cruzamento de dados entre os resultados obtidos dos krigings, e a Carta de Uso e Ocupação do Solo de Portugal Continental para 2007 (COS2007), realizaram-se mapas de previsão para a expansão do Pinheiro manso. Nas áreas de expansão conseguimos atingir aumentos mínimos na ordem dos 11% e máximo na ordem dos 61%. No total consegue-se atingir aproximadamente 128 mil ha para área de expansão do Pinheiro manso. Superando, os valores esperados pelos Planos Regionais de Ordenamento Florestal, abrangidos pela área da amostra em estudo, em que é esperado um incremento de cerca de 130 mil hectares de área de Pinheiro manso para 2030.