Orientadores: Daniel Albiero, Raffaella Rossetto

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola

Resumo: A cana-de-açúcar, por necessitar de intensa mecanização e intensa demanda de capital para as operações agrícolas, apresenta oportunidades para a implantação de sistema de manejo sustentável com possibilidade de incrementos na margem de contribuição. O sistema de tráfego controlado (STC)...

Resumo: A cana-de-açúcar, por necessitar de intensa mecanização e intensa demanda de capital para as operações agrícolas, apresenta oportunidades para a implantação de sistema de manejo sustentável com possibilidade de incrementos na margem de contribuição. O sistema de tráfego controlado (STC) apresenta-se como alternativa que abrange: práticas conservacionistas, planejamento de base física, operações de preparo de solo e colheita mecanizada. Apesar de consenso em relação à natureza qualitativa dos efeitos de compactação, dados detalhados para diferencia-la entre diferentes tipos de solo ou condições climáticas, ou mesmo entre diferentes sistemas agrícolas permanecem escassos, o que limita o uso dos dados para curvas de custo econômico. Em uma empresa, é possível avaliar o impacto econômico de sistemas operacionais agrícolas por meio de análise de margem de contribuição, tomando como base indicadores de desempenho operacional, resultados experimentais e dados de pesquisa acadêmica. Assim, observações realizadas a campo em conjunto com modelagem de operações agrícolas para avaliação de resultados agronômicos e econômicos são o foco do desenvolvimento desta pesquisa. Em sistemas de preparo de solo foram feitos ensaios a campo para o preparo canteirizado versus o preparo com subsolador, por meio de ferramentas de controle estatístico de processo para avaliação de qualidade; posteriormente, foram realizadas modelagem econômica e operacional para explorar alternativas de preparo localizado, aderente ao STC, frente ao sistema de preparo convencional e reduzido. Concluiu-se que o sistema de preparo localizado apresenta como vantagens maior eficácia na descompactação, adequação à condições requeridas ao STC em relação a geometria de áreas mobilizadas e não mobilizadas, desenvolvimento de sistema radicular, atratividade econômica e redução de impactos ambientais – menor emissão de GEE - quando comparados ao sistema de preparo convencional ou reduzido. Diversos trabalhos foram realizados para avaliar a desempenho operacional de colhedoras de cana-de-açúcar, tendo sempre como foco mensurar a capacidade operacional a velocidade constante; neste trabalho a abordagem é propor um modelo que determine a capacidade operacional de colheita utilizando como variáveis as componentes que definem o índice de colheitabilidade (IC) e a capacidade nominal da colhedora (RN) em receber e processar a cana-de-açúcar através de seus órgãos ativos. A validação do modelo de colheita mecanizada foi realizada por meio de teste de desempenho com duração de 24 horas, os resultados obtidos a campo utilizando-se recursos agricultura digital, não diferem estatisticamente entre os resultados obtidos por meio de modelagem e os obtidos no teste de desempenho; o modelo foi submetido a cenários que levaram em consideração variações de RN, IC, produtividade, comprimento de percurso de colheita, espaçamento e quantidade de linhas colhidas simultaneamente, possibilitando análises para gestão e dimensionamento de ativos bem como introdução de tecnologias. Como etapa final apresenta-se modelo para custo de produção de uma tonelada de cana-de-açúcar, combinando os modelos e cenários utilizados para preparo de solo e colheita, demonstrando que a modelagem apresenta-se como ferramenta que pode suportar a tomada de decisão em empresas agrícolas

Abstract: Sugarcane, as it requires intense mechanization and intense demand for capital for agricultural operations, presents opportunities for the implementation of a sustainable management system with the possibility of increasing the contribution margin. The Controlled Traffic Farming System...

Abstract: Sugarcane, as it requires intense mechanization and intense demand for capital for agricultural operations, presents opportunities for the implementation of a sustainable management system with the possibility of increasing the contribution margin. The Controlled Traffic Farming System (CTF) presents itself as an alternative that encompasses: conservation practices, physical-based planning, soil preparation operations and mechanized harvesting. Despite consensus regarding the qualitative nature of compaction effects, detailed data to differentiate it between different types of soil or climatic conditions, or even between different agricultural systems, remain scarce, which limits the use of data for economic cost curves. In a company, it is possible to assess the economic impact of agricultural operating systems through contribution margin analysis, based on operating performance indicators, experimental results and academic research data. Thus, field observations in association with modeling agricultural operations to assess agronomic and economic results will be the focus of the development of this research. In soil preparation systems, field trials were carried out for masonry preparation vs. preparation with a subsoiler, using statistical process control tools for quality assessment; later, economic and operational modeling was carried out to explore localized preparation alternatives, adherent to CTF, compared to the conventional and reduced preparation system. It was concluded that the localized tillage system has the advantages of greater efficiency in decompacting, adaptation to the conditions required by the CTF in relation to the geometry of mobilized and unmobilized areas, development of a root system, economic attractiveness and reduction of environmental impacts - lower emission of GHG - when compared to the conventional or reduced preparation system. Several works were carried out to assess the operational performance of sugarcane harvesters, always focusing on measuring operational capacity at constant speed; In this work, the approach is to propose a model that simulates the operational harvesting capacity using as variables the components that define the harvestability index (HI) and the harvester's nominal capacity (NC) to receive and process the sugarcane through its active organs. The validation of the mechanized harvesting model was performed through a performance test lasting 24 hours, the results obtained in the field using digital agriculture resources, do not differ statistically; the model was submitted to scenarios that took into account variations in NC, HI, productivity, harvest path length, spacing and number of lines harvested simultaneously, enabling analysis for asset management and sizing, as well as the introduction of technologies. As a final step, a model for the production cost of a ton of sugar cane is presented, combining the models and scenarios used for soil preparation and harvest, demonstrating that modeling presents itself as a tool that can assume -to lead decision-making in agricultural companies

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