Otimização da rota na colheita mecanizada da cana-de-açúcar

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Data

2016-06-17

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

A cultura da cana-de-açúcar é muito importante para o agronegócio brasileiro, respondendo por 16% da matriz energética do país e sendo uma das fontes de energia mais limpas e renováveis do mundo. A planta é aproveitada na produção de açúcar, etanol, etanol de segunda geração, conhecido como bioetanol, fertilizante e bioeletricidade. Com o aumento constante da produção e a mudança de paradigma da colheita a partir da mecanização, evidencia-se a necessidade de otimização do processo de colheita por tratar-se de uma das principais operações agrícolas, pois, deve atender a demanda de matéria prima na usina com qualidade e a um custo competitivo. Sua representatividade em relação ao custo total da produção da cana-de-açúcar justifica um estudo específico na otimização do processo da colheita mecanizada da cana-de-açúcar. Diante desta necessidade, este trabalho propõe um modelo matemático para otimização da rota na colheita mecanizada da cana-de-açúcar, buscando através da análise do mapa de plantio e considerando as variáveis e restrições existentes no processo, traçar o melhor plano de colheita a ser executado pela colhedora. O modelo proposto é baseado no problema do carteiro rural, que é bastante estudado na literatura. Implementações foram desenvolvidas e testes numéricos foram realizados com dados fornecidos por uma empresa do setor sucroenergético da cidade de Catanduva, São Paulo. Os resultados obtidos foram comparados com as rotas tradicionais de colheita da empresa e confirmaram a eficiência do modelo em fornecer soluções que minimizam o tempo de manobra da colhedora, gerando ganhos econômicos e ambientais.
Sugarcane cultivation is very important in the Brazilian agricultural business, answering for 16% of the country’s energy matrix. It is also one of cleanest and most renewable energy sources in the world. Sugarcane is used in the production of sugar, ethanol, second generation ethanol (known as bioethanol), fertilizer and bioelectricity. With the constant increase in production and the harvesting paradigm shift brought by mechanization, the need to optimize the harvesting process is evidenced by the fact it is one of the most important agricultural operations and it must answer the demand for raw materials at the processing plant with quality and competitive costs. Its representativeness in relation to the total cost of sugarcane production justifies a specific study on the optimization of the process of mechanized sugarcane harvesting. In face of this need, this work proposes a mathematical model to route optimization in mechanized sugarcane harvest, aiming to devise the best harvest plan to be executed by the harvester based on the plantation map and considering variables and restrictions present in the process. The proposed model is based on the rural postman problem, which is broadly studied in the literature. Implementations were developed and numerical tests were carried out with data given by a company of the sugar-energy sector in the city of Catanduva, São Paulo. The results obtained were compared with the company’s traditional harvesting routes and confirmed the efficiency of the proposed model in providing solutions that minimize maneuvering time with the harvester and, therefore, generate economic and environmental gains.

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Palavras-chave

Cana-de-açúcar, Mecanização, Otimização, Modelo matemático, Rota da colhedora, Sugarcane, Mechanization, Optimization, Mathematical model, Harvestering route

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