MICROSSIMULAÇÃO DO TRAJETO DE UMA MÁQUINA AGRÍCOLA UTILIZANDO O SOFTWARE NETLOGO

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(1)MICROSSIMULAÇÃO DO TRAJETO DE UMA MÁQUINA AGRÍCOLA UTILIZANDO O SOFTWARE NETLOGO. Hingrid da Rosa dos Santos 1 Daniel Ciro de Souza 2 Cristiano Galafassi 3 Alexandre Russini 4. Resumo: A produção de alimentos cresce consideravelmente todos os anos, sendo atribuído a fatores como: crescimento populacional, controle de mortalidade e maior acesso a renda. Devido a esse aumento, surgiu a necessidade de uma nova agricultura, que visasse não apenas uma alta produtividade, mas também, a minimização de custos, a otimização dos processos e a preservação do meio ambiente. Para tal, houve então o desenvolvimento de novas técnicas agrícolas e de maquinários. A máquina mais importante na produção agrícola é o trator, pois está presente em todas as fases do processo produtivo. Sua vida útil é estipulada em relação ao seu tempo de uso, sendo de aproximadamente 10.000 horas. Considerando isso e o elevado custo da hora-máquina, torna-se necessário a realização de um planejamento e dimensionamento adequado, para a obtenção do máximo de eficiência durante a realização das operações. Atualmente os cálculos de eficiência de uma máquina são dados pelas equações de eficiência de percurso e/ou a eficiência de trajeto. Para o planejamento e dimensionamento do trajeto são utilizados softwares, disponíveis no mercado, como o Agrocad® e o GPS TrackMaker®. Porém estes não permitem que haja a interferência do usuário ao definir os trajetos, nem a verificação dos pontos em que há perda ou ganho de eficiência. Contudo, há softwares que permitem a realização de microssimulação do trajeto de máquinas em diferentes áreas, como é o caso no NetLogo, um software de modelação programável livre. Frente a isso, o objetivo deste trabalho é desenvolver um ambiente de microssimulação da trajetória de máquinas agrícolas, em uma determinada área, por meio da plataforma do NetLogo. Para tal, é necessário a utilização de parâmetros de entrada, tais como: Velocidade de deslocamento, largura da máquina e dimensões do talhão a ser trabalhado. Faz-se necessário, também, a utilização de uma imagem, de preferência aérea, do local em que se deseja realizar o trajeto. Nesta primeira versão, estão estipulados dois trajetos: na vertical (em relação ao plano cartesiano) e em círculos, sendo eles pré-estabelecidos e podendo sofrer modificação. Destes dois trajetos, já é possível observar que o trajeto em círculos possui uma maior eficiência, isso devido a maneira com que ele realiza as manobras de cabeceira nesse trajeto. Conclui-se assim, que é possível realizar uma microssimulação do trajeto de máquinas agrícolas utilizando o software NetLogo, e realizar análises com.

(2) a visualização da mesma. Contudo, as microssimulações realizadas atualmente, são insatisfatórias para auxiliar na elaboração e/ou definição de trajetos para a obtenção de uma maior eficiência, devido ao fato de se trabalhar apenas com áreas retangulares.. Palavras-chave: Trajetos agricolas, eficiência de maquinário agricola, eficiência do percurso e eficiência do trajeto.. Modalidade de Participação: Iniciação Científica. MICROSSIMULAÇÃO DO TRAJETO DE UMA MÁQUINA AGRÍCOLA UTILIZANDO O SOFTWARE NETLOGO 1 Aluno de graduação. hingridarosa@gmail.com. Autor principal 2 Aluno de graduação. danielciro6@gmail.com. Co-autor 3 Docente. cristianogalafassi@unipampa.edu.br. Orientador 4 Docente. alexandrerussini@gmail.com. Co-orientador. Anais do 9º SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO - SIEPE Universidade Federal do Pampa | Santana do Livramento, 21 a 23 de novembro de 2017.

(3) MICROSSIMULAÇÃO DO TRAJETO DE UMA MÁQUINA AGRÍCOLA UTILIZANDO O SOFTWARE NETLOGO 1. INTRODUÇÃO O crescimento na produção de alimentos ocasionou transformações na agricultura, tanto brasileira como mundial, criando assim uma agricultura moderna e eficiente, exigindo planejamento das atividades realizadas em uma propriedade, visando, além da alta produtividade, minimização de custos, otimização dos processos e a preservação do ambiente (PERIN, 2008). Outras consequências foram: o aumento das áreas de cultivo e junto a ela, a mecanização dos processos agrícolas. Uma das máquinas mais importantes na produção agrícola é o trator, pois está presente em todas as fases do processo produtivo, sendo uma máquina versátil e de fácil adaptação para diversos trabalhos, sendo comum seu uso incorreto (FARIAS, 2014). Porém, em função das particularidades que envolvem o processo produtivo, nem sempre se tem a maior eficiência na produção mesmo com todo o processo agrícola mecanizado. Para um trator ser economicamente viável, esse deve trabalhar no mínimo 800 horas por ano, sendo sua vida útil estimada em aproximadamente 10.000 horas de trabalho (OLIVEIRA, 2000). Considerando-se a vida útil do trator em horas de trabalho, aliado a custo hora-máquina elevado, este deve trabalhar de forma a obter o máximo rendimento possível, obtido através de um planejamento e dimensionamento adequado o que irá permitir um aumento da eficiência durante a realização das operações. A eficiência que uma máquina apresenta em campo, teoricamente, dependerá também do seu tamanho, pois um minuto perdido desnecessariamente com uma máquina grande representa uma maior perda de produção, quando comparado a uma de menor porte (PERIN, 2008). Com isso, torna-se necessário a otimização do tempo em hora trabalhada, para poder assim aumentar sua eficiência. A receita líquida dos produtores rurais vem sendo diminuída, devido aos altos custos de produção e a baixa remuneração (PERIN, 2008). Uma maneira de se reverter isso é aumentando a eficiência dos meios de produção. Os conjuntos mecanizados representam uma parcela significativa dos custos de produção, chegando em determinadas culturas, como no caso do arroz irrigado, a ser superior a 40% dos custos totais de produção. Neste sentido, torna-se necessário um elevado nível de controle, através da otimização de processos e sistemas, que permitam obter o máximo rendimento das máquinas quando em operação. A definição de trajetos que permitam reduzir o número de manobras, principalmente em culturas que exijam um elevado número de operações ao longo de seu ciclo, reflete consideravelmente na eficiência das máquinas e/ou conjuntos mecanizados. Através do aumento da eficiência operacional, consegue-se alterar o dimensionamento do parque de máquinas, permitindo desta forma diminuir o número de máquinas, ou aumentar a área trabalhada, para um mesmo custo horário. A eficiência de percurso e a eficiência de trajeto, são calculadas, atualmente, através das equações, de Mialhe (1974) e Perin (2008), respectivamente..

(4) Existem no mercado softwares que auxiliam no planejamento como, por exemplo, o Agrocad® e o GPS TrackMaker®, sendo que este último fornece dados referentes aos trajetos, velocidade, distância e tempo (PERIN, 2008). No entanto, o usuário não acompanha todas as etapas da elaboração dos trajetos, nem pode identificar em qual parte do trajeto há perda ou ganho de eficiência. Frente a isso, alguns softwares permitem a elaboração de microssimulações e a realização de cálculos em suas plataformas, como no caso o NetLogo (NETLOGO, 2016). O NetLogo é um software de modelagem programável onde é possível a exploração de comportamento de sistemas descentralizados e sistemas complexos. A plataforma do NetLogo possibilita trabalhar com a simulação do comportamento de grandes civilizações, ou com indivíduos isolados. Seu ambiente de trabalho é composto por agentes, são eles os: Turtles (agentes que se deslocam SHOD ³SDLVDJHP´ patches (quadrados bidimensionais quH IRUPDP D ³SDLVDJHP´ semelhantes aos pixels), links (são agentes que unem duas turtles), observador XVXiULR RX YLVXDOL]DGRU GD ³SDLVDJHP´ TXH SRGH DWXDU WDQWR SDVVLYDPHQWH Vy visualizando, como também é responsável por dar as instruções para os outros agentes) (NETLOGO, 2016). O presente trabalho, propõe a criação de um microssimulador, no software Netlogo, com o intuito de visualizar a trajetória de máquinas agrícolas em diferentes trajetos, e estipular sua eficiência. Isso faz-se necessário, pois os conjuntos mecanizados representam uma parcela considerável no custo total da produção agrícola. 2. METODOLOGIA Para o desenvolvimento deste trabalho, foi utilizado a plataforma do NetLogo para realizar uma microssimulação de possíveis trajetos de uma máquina agrícola em operação em um determinado talhão. Esse software foi escolhido por ser de uso livre e gratuito, possibilitar boa visualização das simulações e por permitir usar gráficos para expressar os dados obtidos. Além disso, seus algoritmos podem ser alterados pelo usuário (observador), permitindo que diferentes trajetórias e cálculos sejam efetuados por meio dele e dos dados nele gerados Foram desconsideradas, as características do relevo, assim como perdas de tempo decorrente das paradas para reabastecimento e/ou manutenção, intrínsecas a determinadas operações. O simulador necessita de alguns parâmetros (variáveis de entradas) referentes à máquina e a área sobre a qual se deseja trabalhar, sendo estes: x x x. Velocidade de deslocamento (m.s-1); Largura da máquina (m); Dimensões do talhão a ser trabalhado.. Na representação do talhão a ser trabalhado, faz-se necessária, também, a obtenção de uma imagem, de preferência aérea do terreno, podendo esta imagem ser obtida por um satélite, veículo aéreo não tripulado, ou então a representação do terreno em uma carta topográfica. Na primeira versão do simulador, os parâmetros são implementados e adaptados à dois tipos de trajetos pré-estabelecidos: x x. Na vertical (em relação ao plano cartesiano); Em círculo (contornando o terreno)..

(5) Esses trajetos são pré-estabelecidos, mas podem ser modificados de acordo com as especificações do trator e/ou do talhão. 3. RESULTADOS e DISCUSSÃO Utilizando-se do NetLogo, foram elaborados dois trajetos: na vertical (em relação ao plano cartesiano) e em círculo, ambos para terrenos retangulares, sendo possível modificar suas dimensões. Ao se realizar mudanças nas dimensões, tornasse necessário o ajuste nas coordenadas de início, sendo que o fim se dará por não haver mais área a ser processada. Da mesma maneira, para se ajustar as dimensões da máquina às da área a ser trabalha, faz-se necessário o ajusto no tamanho dos patches, a escala trabalhada e a largura da máquina. No entanto, os talhões agrícolas geralmente apresentam formatos irregulares, por isso a microssimulação de uma máquina em um talhão de área retangular abrange uma pequena porcentagem das possibilidades, mas serve como base de validação em uma primeira versão. A plataforma onde ocorre a simulação apresenta a possibilidade de interromper, reiniciar e controlar a velocidade da simulação, por meio de botões presentes ao lado do ambiente de visualização da simulação, que possuem identificação, tornando seu uso mais intuitivo. As Figuras (1) e (2) demonstram o comportamento da máquina, representada por um trator, em ambos os trajetos. A área representada em verde é a área em que a máquina deve percorrer, em cinza é a área desconsiderada e em preto as manobras que a máquina já realizou.. Figura 1. Plataforma de visualização da trajetória da máquina na vertical..

(6) Figura 2. Plataforma de visualização da trajetória da máquina em círculo. Por meio da visualização dos dois trajetos, verifica-se que o trajeto na vertical apresenta mais patches pretos (retrabalho) que o em círculos, indicando que o número de manobras foi menor e/ou que as manobras apresentaram ângulos menores. Isso pode ser justificado, devido o trajeto ser realizado sempre na vertical, tendo que a máquina realizar um ângulo de giro de 180º, enquanto o trajeto circular, o contorno o ângulo de giro seria de apenas de 90º. Em outras palavras, cada manobra feita pela máquina no trajeto vertical equivale a duas realizadas no trajeto circular. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS Verificou-se que é possível realizar uma microssimulação na plataforma do NetLogo, e através dela obter dados sobre a eficiência, de trajetos distintos. Por meio da microssimulação, foi possível observar que em áreas retangulares o trajeto em círculo do terreno se mostrou mais eficiente. No entanto, embora seja possível realizar microssimulações e através delas realizar algumas análises, elas apresentam resultados insatisfatórias para auxiliar na análise dos desempenhos de eficiência de máquinas agrícolas em determinados trajetos até o momento. Isso ocorre tanto pelo número limitado de trajetos disponíveis, como pela deficiência que ele apresenta ao trabalhar com áreas irregulares. Devido a disso, como trabalho futuro pode ser realizado o aperfeiçoamento do microssimulador, aumentando seu número de trajetos e possibilitando sua utilização em áreas de formas irregulares..

(7) 5. REFERÊNCIAS FARIAS, M. S. Avaliação de motores tratores agrícolas utilizando dinamômetro móvel. 162 f. 2014. Dissertação (Mestrado). Programa de pós-graduação em engenharia agrícola, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014. MIALHE, L. G.; McLEOD, C. D. A model to facilate farm machinary use and cost data collection. Agricultural Systemd: Nancy, 1987. v.24. p.149-157. NETLOGO. 2016. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Acesso em 9 de agosto de 2017. OLIVEIRA, M. D. M. Custo operacional e ponto de renovação de tratores agrícolas de pneus: avaliação de uma frota. 148 f. 2000. Dissertação (Mestrado). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, São Paulo, 2000. PERIN, G. F. Determinação da capacidade e eficiência operacional utilizando técnicas de agricultura de precisão. 114 f. 2008. Dissertação (Mestrado). Programa de pós-graduação em engenharia agrícola, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2008..

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