Persistence effect determination of variability in forecasting of agricultural and road machinery national production / Determinação do efeito de persistência da variabilidade na previsão da produção nacional de máquinas agrícolas e rodoviárias

ABSTRACT: The objective of this research was to forecast the Brazilian national production of agricultural and road machinery in the short term by BOX & JENKINS methodology and determine the persistence effect. Data were obtained at National Association of Automotive Vehicle Manufacturers (ANFAVEA) from January 1960 to October 2019, totaling 718 monthly observations. The Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) and Autoregressive Conditional Heteroscedasticity (ARCH) methodology were used. The ARIMA (2,1,1)-ARCH (2) model was fitted and persistence of 0.60 was determined, showing that the instability in the series will be for a long period of time.

RESUMO: O objetivo desta pesquisa é prever a produção nacional de máquinas agrícolas e rodoviárias no Brasil, no curto prazo por meio da metodologia BOX & JENKINS e determinar o efeito de persistência na série. Os dados foram obtidos no site da Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (ANFAVEA) no período de janeiro de 1960 a outubro de 2019, totalizando 718 observações mensais. Os modelos Autoregressivos Integrados e de Médias Móveis (ARIMA) e de Heteroscedasticidade Condicional Autoregressiva (ARCH) foram utilizados para ajustar a média e a variabilidade da série. O modelo ARIMA(2,1,1) - ARCH(2) foi selecionado por meio das estatísticas de ajustes e a persistência determinada foi de 0,60 mostrando que a instabilidade na série é duradoura.

Whole body vibration in operators using agricultural soil preparation equipment / Alteração na vibração de corpo inteiro em operadores pela utilização de equipamentos agrícolas de preparo do solo

ABSTRACT: Agricultural tractors have been reported to exert negative effects on operator health. It is well known that when a farm machine is designed it must consider the human factors, to raise the safety levels and work quality. The aim of the present study was to estimate the degree of vibration transmissibility from the agricultural equipment used for the periodic soil preparation process and determine the exposure of the whole body of the operator to the vibration, incident to the agricultural tractor during the operation. A 4x2 TDA tractor was employed, coupled to the periodic soil preparation equipment. Five sets were used (tractor- disk plough, tractor-moldboard plow, tractor-offset disc harrow, tractor-rotary hoe, and tractor-scarifier) and the tractor without the equipment being coupled, at two tractor speeds of displacement (3.5 km.h-1 and 6.1 km.h-1). An index (IAVEA) was developed to assess whether the amplification or attenuation of the vibrations takes place on each orthogonal axis. The data were processed using the Noise Studio® software 6.95. Statistical evaluation was performed using the ASSISTAT version 7.7 beta program. After normality, the data were submitted to the analysis of variance by the F test; when significance was reported, the means were compared using the Tukey test, at 5% significance. The disk plow was the equipment that showed the greatest intensification of the vibrations in all the parameters estimated. All the sets assessed revealed statistically equal or higher values in terms of the tractor without the attached equipment. The IAVEA% was an index that enabled the quantification of the amplification or attenuation caused by the use of the agricultural equipment.

RESUMO: A utilização de tratores agrícolas tem causado efeitos negativos na saúde do operador. Faz-se necessário que no projeto de uma máquina agrícola sejam levados em consideração fatores humanos, para aumentar a segurança e melhorar a qualidade de trabalho. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a transmissibilidade da vibração em equipamentos agrícolas de preparo periódico do solo devido a exposição a vibração de corpo inteiro incidente ao operador de trator agrícola durante a operação. O trator utilizado foi um trator 4x2 TDA acoplado a equipamentos de preparo periódico do solo. Foram utilizados cinco conjuntos (trator-arado de disco, trator-arado de aiveca, trator-grade off-set, trator-enxada rotativa, trator-escarificador) e um trator sem equipamento acoplado, em duas velocidades de deslocamento do trator (3,5 km.h-1 e 6,1 km.h-1). Foi desenvolvido um índice (IAVEA) para avaliar se ocorre amplificação ou atenuação das vibrações em cada eixo ortogonal. Os dados foram processados no software Noise Studio® 6.95. Para avaliação estatística foi utilizado o programa ASSISTAT versão 7.7 beta. Comprovada a normalidade, os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e, quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância. O arado de disco foi o equipamento que apresentou maior intensificação das vibrações em todos os parâmetros avaliados. Todos os conjuntos avaliados apresentam valores estatisticamente iguais ou superiores em relação ao trator sem equipamento acoplado. O IAVEA% se mostrou um índice capaz de quantificar a amplificação ou atenuação proporcionada pelo uso de equipamentos agrícolas.

Conceptual design of a thermal weed control machine / Projeto conceitual de máquina para o controle de plantas daninhas pela aplicação de calor

ABSTRACT: The great difficulty for family farmers who produce food organically is the control of weeds without using chemical products. One possibility for the management is the use of heat in the sense of coagulating the protoplasm in leaves and stem cells. The present research aimed toconceptual design a mechanized system for weeds control through the use of heat focusing on familiar farmers who produce food organically. In this study, we used a product development methodology which can be divided into different stages that are composed of several tasks. As a result of the use of such methodology, six concepts of heat transfer machines were developed. After the application of selection tools, two concepts were chosen for the optimization process, and then the one considered ideal to meet the needs of farmers was selected.

RESUMO: A grande dificuldade dos agricultores familiares que produzem alimentos de forma orgânica é o controle de plantas daninhas sem a aplicação de produtos químicos. Uma possibilidade para o manejo é a utilização de calor, no sentido de coagular o protoplasma em células das folhas e do caule. O objetivo do presente trabalho foi projetar uma concepção de um sistema mecanizado para o controle das plantas daninhas por meio da utilização de calor, tendo como público alvo agricultores familiares que produzem de forma orgânica. Para a realização do trabalho foi empregada metodologia de desenvolvimento de produtos, a qual pode ser dividida em diferentes fases, que são compostas por diversas tarefas. Como resultado da aplicação da metodologia obteve-se seis concepções de máquinas aplicadoras de calor. Após aplicação de ferramentas de seleção foram escolhidas duas concepções para o processo de otimização, obtendo-se posteriormente aquela considerada ideal para atender as necessidades dos agricultores.

Design requirements of a human-powered planter / Requisitos de projeto de uma semeadora acionada por força humana

ABSTRACT: This study aimed to establish client and design requirements of a human-powered planter. A total of 13 client requirements and 13 design requirements were established for prioritizing planter performance, thus providing benefits to users.

RESUMO: Este trabalho objetivou estabelecer os requisitos de clientes e de projeto de uma semeadora à tração humana. Foram estabelecidos 13 requisitos de clientes e 13 requisitos de projeto, priorizando o desempenho da semeadora, proporcionando benefícios aos seus usuários.

Design specifications of a human-powered planter / Especificações de projeto de uma semeadora à tração humana

ABSTRACT: This study aimed to establish the design specifications of a human-powered punch planter for maize and beans through the application of a systematic design methodology. The most important design requirements and their specifications are related to technical performance and production cost.

RESUMO: O presente trabalho, por meio de metodologia de projeto sistemática, objetivou hierarquizar os requisitos de projeto e estabelecer as especificações de projeto de uma semeadora puncionadora à tração humana para milho e feijão. Os requisitos de projeto mais importantes e respectivas especificações estão relacionados ao desempenho técnico e custo de produção.

Estrutura funcional de uma semeadora de tração humana / Functional structure of a human-powered seeder

O milho e o feijão são semeados em praticamente todas as pequenas unidades familiares de produção, normalmente, em sistema convencional de cultivo. Há interesse no sistema de semeadura direta, porém não estão disponíveis semeadoras adequadas às suas necessidades. As semeadoras manuais, utilizadas por esses agricultores, inclusive para semeadura direta, possuem restrições de capacidade e de desempenho operacional, além de problemas ergonômicos. É necessário o desenvolvimento de máquinas desse porte, que garantam maior qualidade na operação de semeadura dessas culturas. O objetivo do presente trabalho foi estabelecer a estrutura funcional de uma semeadora puncionadora de tração humana para semeadura direta de milho e feijão. Foi aplicada uma metodologia sistemática, contemplando análise de especificações, identificação de restrições e estabelecimento das estruturas funcionais em diagrama de blocos. Foi eleita a estrutura funcional de empurrar com um dosador e múltiplos abridores de solo.

Maize and beans are grown on small farms usually tillage system. There is interest in migrating to no tillage, but are not available to small planters suitable for this purpose. The portable hand seeder (saraquá), massively used by these farmers, including no tillage, have capacity and operating performance constraints, besides ergonomic problems. It is necessary to develop machines of this size, ensuring higher quality at sowing these crops and reduce the painfulness of work these farmers. The aim of this research was to establish the functional structure of a human-powered drill for direct seeding of corn and beans. A systematic design methodology was applied, covering analysis of specifications, identifying constraints and establishment of functional structures as block diagram. Functional structure with a push seed meter and multiple soil openers was chosen.

Avaliação comparativa da distribuição transversal de adubos sólidos aplicados em cobertura em culturas anuais instaladas / Transversal distribution comparison of solid fertilizers applied over annual crops

Os distribuidores centrífugos predominam na aplicação de produtos sólidos na agricultura, por apresentarem grande capacidade de campo operacional e pela grande amplitude de dosagens que permitem aplicar. Ensaios para a caracterização do seu desempenho são realizados sem qualquer impedimento físico (como a presença de plantas), durante o trajeto parabólico de queda das partículas dofertilizante até o solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar comparativamente a distribuição transversal de adubos sólidos aplicados em cobertura nas culturas de milho, soja e algodão. Foram utilizados distribuidores de adubos e corretivos do tipo centrífugo. As avaliações foram desenvolvidas de acordo com a Norma ASAE S341.3/99. Os ensaios de distribuição transversal foram constituídos em alinhar lado a lado, no campo, de forma transversal, coletores nas entrelinhas das culturas instaladas, possibilitando a pesagem do material depositado e posterior avaliação dos resultados. Pode-se concluir que a distribuição transversal de fertilizantes sólidos aplicados em cobertura e a lanço em culturas já instaladas de milho e algodão é afetada pela altura das plantas, ou seja, pelo estádio fenológico em que a cultura se encontra, interferindo diretamente na largura efetiva de aplicação. Já a distribuição ransversal de fertilizantes sólidos aplicados em cobertura na cultura da soja não foi afetada pelas plantas. Assim, recomenda-se que a avaliação da largura efetiva das faixas de aplicação a lanço de fertilizantes sólidos em cobertura nas culturas de milho e algodão seja realizada no interior dessas culturas.

Centrifugal spreaders dominate the application of solid materials in agriculture offering expressive operational field capacity and extended range of applied rates. Field tests for characterization of theirperformance are conducted without any physical obstacles (such as the presence of plants) during the parabolic trajectory of the falling particles of fertilizer to the soil. The purpose of this study was to comparatively evaluate the transverse distribution of solid fertilizers applied on cropped corn, soybeans and cotton. Evaluations of the spreaders were designed according to ASAE S341.3/99 Standard. Tests consisted in aligning side by side collectors in-between the cropped rows andweighting the material deposited. The results showed that transverse distribution of solid fertilizers applied over the cotton and corn crops is affected by the crop height, interfering directly on the effective width of the spreader application, which was not observedin the soybean crop, once the fertilizer application is done when the crop was still below the collector's height. The results suggest that evaluation of effective width of the spreaders application need to be done under real crop environment.

Comparação econômica da produção de grãos secos e silagem de grãos úmidos de milho cultivado em sistema de plantio direto / Economical comparison of dried corn production and high moisture corn silage cultivated in no-till system

No presente trabalho que foi realizado na Fazenda Experimental Lageado, da Universidade Estadual Paulista em Botucatu, SP, objetivou-se avaliar os custos envolvidos na produção de silagem de grãos úmidos de milho, tendo como referência o processamento seco deste cereal, ambos cultivados em sistema de plantio direto. Para a avaliação foram determinados os custos envolvidos nas operações de máquinas agrícolas, insumos e na etapa de pós-colheita. Os resultados observados permitiram concluir que o custo por hectare para produção de silagem de grãos úmidos foi de R$1.398,06, sendo 8,8 por cento menor do que os custos para produção de milho seco (R$ 1.533,78).

This work was carried out at FCA-Botucatu/UNESP - São Paulo State University, with the aim to evaluate the costs involved in high moisture corn silage production, using the corn drying process as witness, both cultivated in no-tillage system. The costs involved in the operations of agricultural machines, inputs and post harvest phase were obtained for evaluation. The results allowed concluding that the cost per hectare for high moisture corn silage (US$ 607.85) was 8.8 percent smaller than the costs for dried corn (US$ 666.86).

Inspeção técnica de pulverizadores agrícolas: histórico e importância: [revisão] / Technical inspection of agricultural sprayers: historic and importance: [revision]

Os projetos de inspeção técnica de pulverizadores agrícolas são realizados já há bastante tempo em diversos países e têm por objetivo levantar informações e levar orientação aos usuários de pulverizadores agrícolas. Tendo em vista a minimização das contaminações humanas e ambientais durante o manuseio de agrotóxicos e a importância da eficiência das aplicações, esses projetos são implantados em regiões onde ainda não são realizados como forma de orientação aos usuários e inspeção sobre o estado de conservação e uso dos pulverizadores. Embora seja um país estruturalmente agrícola, o Brasil não tem uma política direcionada a esse tipo de projeto que ajude o agricultor, por meio da otimização nas aplicações, o meio ambiente, por meio da menor contaminação, e a humanidade em geral, como uma conseqüência de alimentos mais saudáveis. Diversas instituições brasileiras de ensino já deram sua contribuição inicial realizando esse projeto em diversas regiões e constatando a importância de sua implantação obrigatória e periódica sobre os equipamentos. O objetivo desta revisão foi descrever o histórico, a abrangência, as formas de realização e os resultados obtidos com esses projetos em vários países, chamando a atenção para a importância da regularização das inspeções técnicas no Brasil. Considerando o resultado positivo obtido com as inspeções nesses países, o grande número e a situação precária dos equipamentos em uso no Brasil (já comprovada em projetos nacionais), a regulamentação das inspeções técnicas dos pulverizadores no país torna-se fundamental.

The technical inspection projects of agricultural sprayers have been carried out in several countries for a long time, aiming to obtain information and guideusers of this equipment. Considering the search for minor human health and environmental contamination during the use of pesticides as well as the importance of high efficiency applications, these projects are implemented in regions where they have not been done. In this way, the projects will work as an aid for users and inspection of conservation and use of sprayers. Although Brazil is an agricultural country, there is not a policy directed towards this kind of project. Such a policy would come to the crop producer's aid by optimizing applications of pesticides. Furthermore, it would not only decrease environment contamination but also provide humanity with healthier food. This project has already been accomplished in several Brazilian universities, which proves the importance of its compulsory and periodical implementation on the equipments. The aim of this review was to describe the history, the scope, the ways of accomplishment and results obtained with these projects in several nations, drawing attention to the importance of technical inspections regulation in Brazil. Taking into account the positive result obtained with inspections in several countries, the great number and the precarious conditions of equipment used in Brazil - already proved in national projects - the regulation of technical inspections of sprayers in the country is essential.

Suspensão pantográfica para corte de base de cana-de-açúcar / Pantographic suspension for sugar cane base cuter

A colheita da cana-de-açúcar envolve cinco operações básicas, que são o corte dos colmos na base, o corte dos colmos no ponteiro, a alimentação dos colmos para o interior da colhedora, a retirada das folhas e a picagem do colmo, que é opcional. No entanto, ainda hoje há uma carência de processos para efetuar estas operações de forma eficiente. O corte de base utilizado nas colhedoras convencionais é composto de discos duplos posicionados na entrelinha, entretanto, não é adaptado para o sistema de plantio no sulco e, como não apresenta recursos de flutuação independente para cada disco, implica a movimentação de grande quantidade de solo. A ausência de mecanismo flutuante provoca aumento dos índices de impurezas na carga, que implicam a redução da qualidade tecnológica da matéria-prima fornecida para moagem e perdas de cana no campo, além de que requer alta potência para cortar e movimentar o volume de solo. A presente pesquisa teve por objetivos projetar, simular, construir e avaliar em caixa de solo uma suspensão pantográfica para o cortador basal de cana-de-açúcar para ser aplicado em sistema semimecanizado de colheita. As simulações permitiram a obtenção da rigidez da mola da suspensão pantográfica e sua deformação na montagem de forma que permitisse a flutuação do mecanismo de corte basal sobre o perfil do solo. Tal condição pôde ser obtida na medida em que a força de interação patim-solo fosse mínima e não nula. A suspensão pantográfica projetada foi construída e montada em caixa de solo para avaliação em perfil de solo senoidal com amplitude entre 25mm e 50mm e distância entre sulcos de 1,5m. Os resultados demonstraram que o mecanismo projetado realiza o seguimento do perfil do solo de forma satisfatória com erro médio de 8mm e 9mm para as velocidades de deslocamento da colhedora de 0,14m s-1 e 0,42m s-1, respectivamente.

Sugar cane harvester performs five simple operations involving cutting of the stems in the base and in the top, feeding of the stems into the interior of the harvester, removing the leaves and cutting the stem in billets, which is optional. However, nowadays, there is a lack of processes to make these operations in an efficient way. The base cutter used in the conventional harvesters is made of double discs positioned in the inter row, however it is not adapted for the furrow planting system used in Brazil, and since it does not present capability of independent flotation for each disk, it causes the movement of a great amount of soil. This research project aimed to design, simulate, construct and evaluate in soil bin a four bar linkage suspension for a sugar cane base cutter to be used in a semi-mechanized harvesting system. The simulations allowed determining the suspension spring stiffness and its initial deformation in order to guarantee the flotation of the mechanism on the soil profile. The mechanism designed was built and mounted on a soil bin carriage for evaluation of the tracking performance of the base cutter when moving on a soil sine wave profile with amplitude of 25 and 50mm and 1.5m length. The results show that the mechanism accomplishes its objectives satisfactory with errors between 8 and 9mm for forward speeds of 0.14m s-1 and 0.42m s-1 respectively.

Controle automático de registros de descarga com acionamento pneumático em unidades de armazenagem agrícola / Automatic control of slide gate valves with pneumatic drive in agricultural storage facilities

Este trabalho apresenta os resultados dos testes de um sistema de posicionamento pneumático usado no controle automático da abertura da gaveta dos registros de descarga. Esses registros são empregados para controlar o carregamento dos grãos por gravidade nos equipamentos de transporte nas unidades de beneficiamento e armazenagem de grãos, tais como os elevadores de caçamba e as correias transportadoras. Os experimentos permitiram avaliar o desempenho do posicionamento da gaveta de um protótipo de registro de descarga, acionada por um cilindro pneumático cuja posição é controlada por um controlador eletrônico do tipo ON-OFF. Nos testes mediu-se a resposta transitória da posição da gaveta a uma mudança em degrau no sinal de referência e foram avaliados o erro de posição, o sobrepassado e a velocidade. Os resultados mostraram a viabilidade do sistema no desempenho do controle da posição, na simplicidade do acionamento e no baixo custo, sendo uma alternativa para automação de instalações agroindustriais.

This paper shows the results obtained from tests of a pneumatic positioning system used in the automatic control of the drawer opening in slide gate valves. They are used to control the grain loading by gravity in transport equipments as bucket elevators and belt conveyors in agricultural storage facilities. Experimental tests were carried out to evaluate the performance of drawer positioning in a prototype of slide gate valve that is driven by a pneumatic cylinder with position control carried out by an ON-OFF electronic controller. In the experiments was measured the step response of drawer position, allowing the evaluation of the position error, the overshoot and the velocity. The results show the viability of this solution considering its performance in position control, drive simplicity and low cost. It represents an alternative to automation of agricultural storage facilities.

Avaliação técnica de um transportador pneumático de grãos por aspiração / Technical evaluation of a suction pneumatic grain conveyor

Este trabalho apresenta os resultados da avaliação técnica do protótipo do transportador pneumático de grãos por aspiração ASP 200. O equipamento foi construído para uso em instalações armazenadoras agrícolas, na limpeza de pés de elevadores, moegas e renovação do ar em galerias de silos. Os testes avaliaram características mecânicas do equipamento, descargas de material e ar, perdas de carga, vedação do equipamento, eficiência dos captores e o diâmetro das mangueiras. Os resultados subsidiaram diversas recomendações para melhoria no projeto do equipamento, que aumentarão a sua eficiência operacional. Embora o transporte pneumático seja considerado uma ciência experimental, os autores notaram a falta de procedimentos, parâmetros e orientações para testes e comparações na literatura, que são fundamentais para o desenvolvimento do projeto desses transportadores.

This research shows the results that were obtained from technical evaluation of ASP 200 prototype that is a suction pneumatic grain conveyor. This equipment was built to use in agricultural storage facilities to clean bucket elevator feet, loading hoppers and air renovation in silo galleries. The tests have evaluated mechanical characteristics of conveyor, air and material discharges, pressure losses, air infiltration, intake nozzle efficiency and piping diameters. The results have allowed several recommendations to improve equipment design that will increase its operational efficiency. Although pneumatic conveying is considered an experimental science, the authors have perceived the lack of procedures, parameters and orientations to conduct tests and comparisons in literature, that are fundamental to develop a design of this conveyor type.

Avaliação do nível de ruído causado por diferentes conjuntos mecanizados / Evaluation of noise levels caused by different groups of mechanical equipment

O presente estudo busca avaliar e comparar os níveis de ruído durante uma operação agrícola, desde a fase de aragem do terreno, até a colheita, para que, assim, em situação real de trabalho no campo, sejam feitas as devidas análises dos riscos a que estão sujeitos os operadores de máquinas, durante todo o manejo de uma cultura. Para realização dos ensaios, foram utilizados: trator (73cv), arado e grade de discos, aplicador de calcáreo, pulverizador e colhedora, onde foram feitos testes com o trator, tracionando cada um dos implementos, em velocidade e operações diferentes, com o motor mantido na rotação de 1700 rpm. Para a colhedora, foram utilizadas, também, velocidades de avanço diferentes, avaliando-se o nível de ruído à esquerda e à direita do operador. Em relação às médias dos níveis de ruído, os valores se encontraram muito elevados, ultrapassando os limites estipulados, gerando grande desconforto ao operador. A colhedora apresentou maior desconforto ao operador, não apresentando diferença significativa entre a mesma, parada ou em movimento. Mesmo estando o trator e/ou colhedora parados, os mesmos apresentaram níveis de ruído bem superior, ao mínimo estipulado apresentando assim, risco não só a quem opera, como também a quem está próximo dos mesmos.

This study endeavors efforts were therefore made to evaluate and compare the noise levels generated during agricultural operations, ranging from the plowing stage through to the harvest, so that the appropriate to be therefore able to conduct the risk analyses be made in real-life field conditions to determine exactly what machine operators are subjected to during an entire cultivation process. The machinery used in the tests consisted of: a 73 hp tractor, a plow, disk grader, artificial manure and lime spreader, crop sprayer and harvester. The tests were conducted with the tractor towing each implement at varying speeds and in different operations with the engine running at 1700 rpm. The harvester was also operated using different forward gear speeds. The noise levels recorded on both the operator's right and left-hand sides were very high in relation to the average noise levels and exceeded the stipulated limits, causing much operator discomfort. The harvester generated the most operator discomfort, with little difference between when in motion and when not in motion. Both the tractor and the harvester when not in motion generated noise levels far higher than the stipulated minimum levels, presenting thereby a risk not only to the operator but also to whoever was close by.