Energy balance of irrigated maize silage / Balanço energético da cultura do milho para silagem com irrigação

ABSTRACT: The aim of the present study is to evaluate the energy balance and energy efficiency of the silage maize crop in the Center for Research, Development and Technology Transfer of the Universidade Federal de Lavras (CDTT-UFLA). The crop was irrigated by center pivot and the stages of maize cultivation and energy inputs were monitored for the 1st and 2nd crops of the 2014/2015 harvest. Results from the energy analysis showed the crop had a total energy input of 45,643.85 MJ ha-1 and 47,303.60 MJ ha-1 for the 1st and 2nd crops and a significant predominance of direct energy type (about 92% of the matrix). Regarding direct energy inputs, the diesel oil was the most representative, contributing with approximately 38% of the total energy demand. Conversely, the irrigation system contribute with 3.92% e 5.97% in the 1st and 2nd crops, representing the largest indirect energy input. Nevertheless, irrigation and crop management allowed the system achieving high levels of productivity, resulting in an energy efficiency of 25.1 and 28.1 for the first and second crops respectively.

RESUMO: Este trabalho tem como objetivo avaliar o balanço energético e a eficiência energética da cultura milho para silagem implantada no Centro de Desenvolvimento e Transferência de Tecnologia da Universidade Federal de Lavras (CDTT-UFLA). A cultura foi irrigada por pivô central sendo que as etapas de cultivo do milho e entradas de energia foram acompanhadas para 1ª e 2ª safras do ano agrícola de 2014/2015. Os resultados da análise energética mostraram que a cultura teve uma entrada total de energia de 45.643,85MJ ha-1 e 47.303,60MJ ha-1 para a 1ª e 2ª safra, com uma predominância significativa de energia do tipo direta (cerca de 92% da matriz). O óleo diesel foi a fonte de energia direta que mais impactou na matriz, com uma participação de aproximadamente 38%. Já a irrigação teve uma participação de 3,92% e 5,97% na 1ª e 2ª safra respectivamente, representando a maior fonte de energia indireta. Apesar disso, a irrigação e o manejo da cultura permitiram que o sistema alcançasse altos níveis de produtividade, resultando em uma eficiência energética de 25,1 e 28,1 para a 1ª e 2ª safra.

Demanda energética de diferentes manejos de solo no cultivo de milho / Energy demand of different soil managments in corn crop

O balanço energético permite identificar as possíveis entradas e saídas de energia no processo de produção, resultando no saldo energético final do processo produtivo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os fluxos de energia de diferentes sistemas de cultivo para produção de milho na região de Lavras-MG. Foi realizado o estudo da eficiência energética e o balanço energético quantificando-se o coeficiente energético de cada componente envolvido no processo de produção e se determinaram as matrizes de consumo energético nas formas de insumos, mão-de-obra, equipamentos, produção de grãos e restos culturais. Foi utilizado o delineamento de blocos casualizados com quatro repetições, onde os tratamentos eram constituídos pelos sistemas de manejo de solo. Para os dados das entradas e saídas de energia, balanço energético e a eficiência, os mesmos quando significativos foram submetidos ao teste de comparação de média Scot-Knott a 5 % de probabilidade. Os resultados indicaram que a contribuição do dispêndio energético dos fertilizantes, herbicidas e combustíveis foi determinante para o elevado consumo energético dos sistemas de cultivo estudados, sendo o efeito contrario para as energias referentes às fontes de origem biológica. Para as condições do presente experimento, dentre os sistemas de condução avaliados, do ponto de vista energético os sistemas de plantio direto, cultivo mínimo e convencional apresentaram o mesmo desempenho.

The energetic balance permits to identify all the possible energy inputs and outputs in the production system, resulting in the final energetic balance of the productive process. The aim of this study was to evaluate the energy flows of different crop systems for maize production in Lavras-MG. A study of energy efficiency and energy balance was conducted, quantifying the energy ratio of each component involved in the production process and determined the matrices in the forms of energy inputs, labor, equipment, grain and debris cultural. A randomized block design was used with four replications, where treatments were made by the studied treatments. For data inputs and outputs of energy, energy balance and efficiency, they were significant when tested for comparison of average Scot-Knott at 5% probability. The results indicated the contribution of energy expenditure of fertilizers, herbicides and fuel was crucial to the energy intensive farming systems studied, the opposite effect to the energies related to sources of biological origin. For the conditions of this experiment, among the conducted systems evaluated from the point of view of energy systems of tillage, minimum tillage and conventional showed the same performance.

Avaliação ergonômica de uma colhedora de cana-de-açúcar / Ergonomic evaluation of a sugarcane harvesting machine

Objetivou-se, no presente trabalho, realizar uma avaliação ergonômica de uma colhedora de cana-de-açúcar, localizada no município de Barra Bonita, estado de São Paulo, em janeiro de 2007. A avaliação ergonômica foi conduzida em uma colhedora de cana-de-açúcar que apresentou produtividade de 831,84 ton dia-1 na safra de 2006/2007, com base no manual Ergonomic Guidelines for Forest Machines (Skogforsk, 1999), segundo o qual os itens avaliados são distribuídos em cinco classes: A, B, C, D ou 0 (zero ). A melhor classificação ergonômica da colhedora foi atribuída aos itens visibilidade ampla, assento do operador e controle de clima na cabine. os itens cabine, iluminação, controles e operação da máquina, ruído e manual do operador foram classificados como C. o item exaustão de gases e poeiras foi incluído na classe D. O pior item avaliado foi a visibilidade da soqueira, sendo classificado com zero. Assim, a avaliação ergonômica global resultou numa classificação como C, indicando a possibilidade de um trabalho produtivo, desde que pequenas alterações em seu planejamento sejam ajustadas.

The objective of this work was to evaluate a sugarcane harvesting machine, operating in a sugarcane plant located at Barra Bonita, State of São Paulo, in January 2007, which presented the best performance during the 2006/2007 crop season. The ergonomic evaluation was accomplished dased at the recommendations of the "Ergonomic Guidelines for Forest Machines" (Skogforsk, 1999), which grades each item into five classes: A, B, C, D or 0 (zero). The best ergonomic rate was achieved by the following items: wide visibility, operator seat and temperature control in work post. the items work post, illumination, commands and instruments, noise level and operator's manual were ranked as C. gas exhaustion was classified as D. The visibility of the stem base was the worst ranked item, classified as 0 (zero). Therefore, the machine obtained an overall ergonomic classification as C, which indicates the possibility of a productive work if a few structure items are adjusted.

Efeito da profundidade de trabalho das hastes sulcadoras de uma semeadora-adubadora na patinagem, na força de tração e no consumo de combustível de um trator agrícola / Effects of work operation depth of shanks in a seeder-fertilizer on slip, traction force and fuel consumption of a tractor

A consolidação do sistema de semeadura direta trás grandes benefícios ao meio ambiente e, também, é notável a redução dos custos de produção devido a desnecessidade das operações como aração, subsolagem, escarificação e gradagem. Porém, nesse sistema se têm muitos problemas relacionados a compactação das camadas superficiais em função do tráfego de máquinas e a consorciação lavoura-pecuária. A solução encontrada pelos agricultores tem sido a substituição, na semeadora-adubadora, do sulcador disco duplo pela haste sulcadora que atua em profundidades superiores. O presente estudo teve como objetivo avaliar diferentes profundidades de trabalho da haste sulcadora, analisando o consumo de combustível, força de tração, índice de patinagem, potência na barra de tração, consumo específico de combustível e capacidade de campo teórica de um trator agrícola tracionando uma semeadora-adubadora em solo compactado pela integração lavoura-pecuária. Os tratamentos foram 100, 150, 200 e 250 mm de profundidade de trabalho da haste sulcadora, sendo os ensaios desenvolvidos no Departamento de Engenharia da Universidade Federal de Lavras, utilizando delineamento experimental de blocos, casualisados, composto por quatro tratamentos e três repetições. Dessa forma, conclui-se que o aumento da profundidade de trabalho da haste sulcadora em semeadoras-adubadoras de semeadura direta de milho em solos compactados ocorre o aumento no consumo de combustível, no índice de patinagem e no esforço de tração dos tratores agrícolas. Porém, quando a ponteira da haste sulcadora trabalhou posicionada 50 mm abaixo da camada mais compactada se teve reduções nos parâmetros força de tração e índice de patinagem, aumentando a capacidade de campo teórica.

The direct sowing system brings many benefits to the environment and also reduction in production costs, since operations such as plowing, subsoiling, chiseling and harrowing are unnecessary. However, there are many problems regarding compaction of the surface layers of soils due to machinery traffic and crop-livestock integration. The solution found by the farmers is the change of the double disc on the seeders for the shanks, which operate deeper. Therefore, this work aimed to evaluate different operation depths of the shank, analyzing the fuel consumption, traction force, slip index, draw-bar leverage, specific consumption of fuel and the theoretical field capacity of a tractor pulling a seeder-fertilizer over a soil compacted due to crop-livestock integration. The treatments were composed of four depths of the shanks, which were placed operating 100, 150, 200 and 250 mm deep. The experiments were carried out in randomized blocks design with four treatments and three repetitions at the Engineering Department of the Federal University of Lavras. The results showed that the increasing of operation depth of the shanks in a compacted soil increases the fuel consumption, the slip index and the leverage on the draw-bar. But when the shanks operated 50 mm beyond the most compacted layer, the traction force and the slip index have decreased, increasing the theoretical field capacity.

Desempenho comparativo de um motor de ciclo diesel utilizando diesel e misturas de biodiesel / Comparative performance of a cycle diesel engine using diesel and biodiesel mixtures

Os atuais elevados preços do barril de petróleo no mercado internacional, a possibilidade de geração de postos de trabalho e renda com a conseqüente fixação do homem no campo, as excelentes e variadas condições climáticas e os tipos de relevo fazem com que o Brasil, com suas extensas áreas agricultáveis, destaque-se no cenário mundial em relação à sua grande potencialidade de geração de combustíveis alternativos. A situação ambiental faz com que o ser humano trabalhe no desenvolvimento de alternativas energéticas, destacando-se aquelas oriundas de fontes renováveis e biodegradáveis de caráter eminentemente sustentável. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho de um motor ciclo diesel, funcionando em momentos distintos com diesel mineral e misturas deste com biodiesel nas proporções equivalentes a B2 (98 por cento de diesel mineral e 2 por cento de biodiesel), B5 (95 por cento de diesel mineral e 5 por cento de biodiesel), B20 (80 por cento de diesel mineral e 20 por cento de biodiesel) e B100 (100 por cento de biodiesel). Para a realização dos ensaios, foi utilizado um motor ciclo diesel de um trator VALMET 85 id, de 58,2kW (78 cv), de acordo com metodologia estabelecida pela norma NBR 5484 da ABNT (1985) que se refere ao ensaio dinamométrico de motores de ciclo Otto e Diesel. Concluiu-se que a potência do motor ao se utilizar biodiesel foi inferior àquela quando se utilizou diesel mineral. Observou-se que, em algumas rotações, as misturas B5 e B20 apresentaram potência igual ou até superior, em algumas situações, àquela quando se utilizou diesel mineral. A melhor eficiência térmica do motor foi verificada na rotação de 540 rpm da TDP equivalente a 1720 rpm do motor.

It is considered that, in a close future, the petroleum reservations economically viable will tend to the shortage. Besides it, the exacerbated current price levels of the petroleum barrel in the international market, the possibility of employment generation and income with the consequent fixation of man country life, the excellent and varied climatic conditions and several types of terrain become the country, with extensive workable areas, stand out in the world scenery if considering its great potentiality on generation of alternative fuels. The environmental preservation, important subject nowadays, makes that the human being work in searches for the development of alternative energies, mainly those originating from renewable and biodegradable sources of sustantable character. Taking in consideration those searches, the purpose of this work was to evaluate the performance of a diesel engine working in different moments with mineral diesel and mixtures of mineral diesel and biodiesel in the equivalent proportions B2 (98 percent mineral diesel and 2 percentbiodiesel), B5 (95 percent mineral diesel and 5 percentbiodiesel), B20 (80 percent mineral diesel and 20 percentbiodiesel), and, finally, B100 (100 percent biodiesel). The rehearsal was accomplished in the dependences of the Engineering Department at UFLA - Federal University of Lavras, in Lavras, Minas Gerais, in July, 2005. For the accomplishment of the rehearsals it, was used an engine cycle diesel of a tractor VALMET 85 id, of 58,2kW (78 cv), following it methodology established by the norm NBR 5484 of ABNT (1985), that refers to the rehearsal dynamometric of engines cycle Otto and Diesel being proceeded. One noticed ended that the potency of the motor when using biodiesel was lower than one when using mineral diesel. One observed that, in some rotations, the mixtures B5 and B20 presented the same potency or even higher, in some situations, than the one when if using mineral diesel...

Qualidade de semeadura na implantação da cultura do milho por três semeadoras-adubadoras de plantio direto / Sowing quality in implantation of maize crop by three no-tillage seeder-fertilizers

Com o objetivo de se avaliar três semeadoras para plantio direto de milho, montou-se um experimento em área do Departamento de Engenharia da UFLA, sob Latossolo Vermelho Distroférrico argiloso (LVdf), utilizando-se as seguintes semeadoras: S1 - Semeato SHM 11/13; S2 e S3 - John Deere RT 907, com diferentes sistemas de abertura de sulcos para deposição de adubo, deslocando-se a três velocidades (5,0; 6,5; 8,0 km h-1). As variáveis quantificadas foram: estande de plantas m-1, índice de velocidade de emergência de plantas; uniformidade de semeadura (duplos, aceitáveis, falhas), profundidade de semeadura, danos mecânicos e germinação das sementes. Adotou-se o delineamento estatístico de blocos casualizados, com os tratamentos dispostos em parcelas subdivididas. A uniformidade de semeadura para as semeadoras S1 e S3 (sistemas análogos para corte de palha e abertura dos sulcos de fertilizantes) foi semelhante, não sendo observadas diferenças significativas entre elas; o sistema pneumático não apresentou vantagem econômica (considerando o alto investimento) em relação ao sistema mecânico de discos horizontais, na implantação da cultura do milho; o aumento da velocidade reduziu a uniformidade de semeadura (duplos, aceitáveis e falhas) e aumentou a danificação mecânica das sementes.

An experiment was carried out at UFLA Agricultural Department, in order to technically evaluate three no-tillage seeder-fertilizers on clayey typical Dystroferric Red Latosol (LVdf). Seeders S1 - Semeato SHM 11/13, S2 and S3 - John Deere RT 907 with different furrow opening systems were utilized at three different speeds (5,0; 6,5; 8,0 km-1). Quantified variables were: stand plants m-1; plant emergence speed; sowing uniformity (double, acceptable, failure); sowing depth; mechanical damages, and seed germination. A randomized block design in shared fragments was employed. Sowing uniformity to S1 and S2 (analogous systems to straw cutting and fertilizer opening) showed no significant differences. Pneumatic system showed no economical benefits, considering the high investment, when compared to the mechanical system with horizontal disks in corn culture. Speed increase reduced sowing uniformity (double, acceptable, failure), besides increasing mechanical seed damage.

Desempenho de três semeadoras-adubadoras de plantio direto para a cultura do milho / Performance for three seeder-fertilizer no till machine for or the corn crop

Objetivou-se avaliar tecnicamente três semeadoras para plantio direto de milho, montou-se um experimento em área do Departamento de Engenharia Agrícola da UFLA, sob Latossolo Vermelho Distroférrico argiloso (LVdf), utilizando-se as seguintes semeadoras: S1 - Semeato SHM 11/13; S2 - John Deere RT 907 e S3 - John Deere RT 907, com diferentes sistemas de abertura de sulcos para deposição de adubo, deslocando-se a três velocidades distintas, de V1 (1,38 m.s-1), V2 (1,8 m.s-1) e V3 (2,22 m.s-1). As variáveis quantificadas foram: patinagem, força média na barra de tração, potência média por mecanismo de semeadura, consumo horário e específico de combustível e capacidade de campo teórica. Adotou-se um delineamento estatístico em blocos casualizados, com parcelas subdivididas. A partir dos resultados obtidos, foi possível concluir que, com relação ao desempenho operacional do conjunto trator-semeadora, ocorreram diferenças significativas entre os três conjuntos quanto à força na barra e ao consumo de combustível. Quanto à patinagem e a potência, não ocorreu diferença significativa entre os conjuntos 1 e 2, apresentando menor valor, diferindo do conjunto 3. Para os parâmetros técnico-operacionais avaliados, a condição de melhor desempenho foi observada para S1V3 (Semeato SHM 11/13 e 2,22 m.s-1).

With the aim of evaluating technically three sowing machines for no-tillage farming of corn, an experiment was established in the area of the Agricultural Engineering of the UFLA, under Typic Distroferric Red Latosol clayey (LVdf), by using the three following sowing machines: S1 - Semeato SHM 11/13; S2 - John Deere RT 907 and e S3 - John Deere RT 907, with different furrow opening systems for fertilizer placement, moving at three different speeds of V1 (1,38 m.s-1), V2 (1,8 m.s-1) e V3 (2,22 m.s-1). The variables quantified were: skidding, average power on the draw bar, average power per sowing mechanism, per hour and specific fuel consumption and theoretical field capacity. A statistical design in randomized blocks with split plot distribuition was adopted. From the results obtained, it was possible to conclude that, as regard to the operational system of the tractor-sowing assembly present significant differences occurred among the three assemblies for the power on the bar and fuel consumption. As for skidding and power, no significant difference occurred between assemblies 1 and 2, differing from assembly 3. For the parameters techniques-operational evaluated of the better performance was observed for S1V3 (Semeato SHM 11/13 e 2,22 m.s-1).