RESUMO À medida que a população mundial cresce, a agricultura enfrenta demandas cada vez maiores com relação à produtividade, eficiência e sustentabilidade para garantir segurança alimentar. A adoção de um sistema produtivo semelhante ao da Indústria 4.0 é considerada uma forma de enfrentar esse problema na agricultura. Esta estratégia pode ser observada na agricultura de precisão. Essa nova tendência tecnológica tem um impacto nas máquinas agrícolas e na maneira pela qual elas são projetadas. Assim, o objetivo deste artigo é fazer um apanhado dos sistemas digitais nas máquinas agrícolas e a maneira que eles afetam o processo de projeto desses equipamentos num cenário de agricultura digital em desenvolvimento. Dispositivos digitais já estão presentes em muitos equipamentos, desempenhando e dando suporte a tarefas como piloto automático e aplicações em taxas variáveis. Também uma grande quantidade de sensores monitoram a cultura, o ambiente, as perdas e parâmetros operacionais em tempo real. O avanço tecnológico, no entanto, é a adoção de alternativas emergentes como a IoT, veículos elétricos e pequenas máquinas autônomas, que já estão sendo empregadas em outras áreas. Consequentemente, o processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas envolve agora diversos domínios do conhecimento além da mecânica comum, levando as empresas a empregarem engenharia simultânea transversal entre inúmeras especialidades ao mesmo tempo e para uma mesma situação de projeto.

ABSTRACT As the world’s population grows, agriculture is facing an increasing demand for productivity, efficiency, and sustainability to ensure food security. The adoption of a production system similar to that of Industry 4.0 is considered to be a way to address this problem in agriculture. This approach can be seen in precision agriculture. This new technological trend has an impact on agricultural machinery and the way it is designed. Therefore, the objective of this article is to provide an overview of digital systems in agricultural machinery and their impact on equipment design processes in a developing digital agriculture scenario. Digital devices are already present in several types of equipment, performing or supporting tasks such as automatic steering and variable-rate applications. In addition, a large number of sensors monitor the crops, environment, production losses, and operational parameters in real time. Technological breakthroughs, however, are the adoption of emerging alternatives such as IoT, electric power vehicles, and small autonomous machines, which are already being implemented in other areas. Consequently, the development process of agricultural machines now involves several specialty domains besides the usual mechanics, compelling companies to employ the transverse concurrent engineering of several specialties at the same design situation and moment.

O arroz irrigado é cultivado na maior parte do RS com aplainamento da superfície do solo em desnível e sistema de cultivo mínimo. Com a semeadura em solo seco, há necessidade de conformar drenos, que cortam transversalmente as taipas, na área de cultivo. Para o estabelecimento da lâmina de água definitiva, essas taipas abertas para drenagem devem ser fechadas e, para essa finalidade, não existe um equipamento específico que execute tal atividade com devida agilidade e qualidade, sendo necessário o desenvolvimento de um implemento com este fim. Ainda, para o processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas, faz-se necessário o levantamento de uma série de informações. Na fase de projetação, essas informações são necessárias para o estabelecimento das necessidades dos clientes/usuários e dos requisitos dos clientes, para posteriormente serem transformadas em requisitos de projeto e estabelecidas as especificações de projeto. Desse modo, este trabalho objetivou determinar os requisitos dos clientes, a partir das suas necessidades, para o projeto de um implemento com a função de fechamento de taipas abertas para drenagem no arroz irrigado. As informações foram levantadas a partir de pesquisas bibliográficas e aplicação de questionários a futuros clientes/usuários. Como resultados, foram identificadas as necessidades dos clientes, assim como 25 requisitos de clientes

The irrigated rice is grown on most part of RS with planning surface on sunken soil and minimum tillage system. With the dry soil sowing there is a need to conform drains, which cut across the levees in the growing area. For the establishment of a definitive water slide, these open for drainage levees must be closed and for this goal there is no specific equipment that execute such activity with agility and quality, being necessary the development of an implement. Still, for the agricultural machinery development process, the raising of a lot of information is required. At the design specification phase, this information is required for the constitution of the customer/users needs and requirements, in order to be transformed in design requirements and later establish the design specifications. Thereby, this study had the objective of determining the customer requirements, starting from customer needs, to design an implement for closure of open levees for drainage of irrigated rice. All the information was obtained from bibliographic research and questionnaire application to future customers/users. The customer needs, as well as, 25 customer requisites were identified as results

Tipicamente, a mandioca é comercializada na forma in natura, o que requer o descasque manual para posterior consumo humano. Atualmente, é crescente a comercialização da mandioca sem casca, pré-cozida e congelada, no entanto, o beneficiamento é realizado de forma artesanal. Este artigo trata do estudo da operação de retirada da casca e da entrecasca da mandioca, assim como dos demais fatores envolvidos, necessários à construção da base de conhecimentos requeridos para a definição conceitual da estrutura funcional, que expressa um equipamento a ser desenvolvido, destinado a este fim. Assim, o trabalho se delimita às fases iniciais do processo de projeto de produtos industriais. Nesse contexto, o objetivo é verificar se existe relação entre os fatores de influência na operação de descasque e a estrutura funcional de uma descascadora de mandioca. A metodologia empregada baseia-se no modelo de referência para o processo de desenvolvimento de máquinas agrícolas, com foco nas atividades concernentes às fases de projeto informacional e conceitual. Os resultados obtidos definem que a análise da operação de descasque, o conhecimento do sistema de cultivo e do processo operacional, as interferências e limites, os requisitos energéticos, o clima, ambiente e a planta são fatores de influência determinantes para a definição completa da estrutura funcional do equipamento. A função global "retirar a casca e a entrecasca da mandioca" se desdobra em quatro funções parciais, as quais decompõem-se em treze funções elementares. Destas, dez funções derivam-se diretamente dos fatores de influência identificados inicialmente. Com isso, verifica-se a existência de relação entre os fatores de influência no projeto e a estrutura funcional do descascador de mandioca, demonstrando dependência entre as definições feitas no início da fase de projeto informacional e as atividades da fase de projeto conceitual, responsáveis pela definição linguística do funcionamento do equipamento e de suas interdependências.

Cassava is marketed in fresh form, which requires manual peeling for later human consumption. Currently, there is a growing commercialization of peeled cassava, however the processing is done by hand. This article presents the study of the operation to remove the external shell and the inner shell of cassava, as well as others factors involved, necessary to build the knowledge base required for the conceptual definition of functional structure of a cassava peeling machine. This research is delimited to the early stages of the design of industrial products. The objective is to check whether there is a relationship between factors of influence in the operation of peeling and the functional structure of a cassava peeling machine. The methodology is based on a reference model for agricultural machinery development process, with a focus on activities pertaining to the phases of informational and conceptual design. The results establish that the analysis of the operation of peeling are determinants influencing factors for the complete definition of the functional structure. The global function "to remove the external shell and inner shell of cassava" consists in four partial functions that divide into thirteen elementary functions. Of these, ten functions are derived from the influence of the factors initially identified. Thus, it is possible to verify the existence of a relationship between the design influence factors and the functional structure of cassava peeling machine, demonstrating the dependence of the settings made in the informational design phase and the tasks established during the conceptual design phase.

O Brasil, terceiro maior produtor de biodiesel do mundo e terceiro maior produtor mundial de frango, pode incrementar, na sua matriz energética, o uso de óleo oriundo de aves como alternativa aos combustíveis fósseis e à redução da dependência do óleo de soja para esse fim. O país dispõe de mais de 350 milhões de litros de óleo de frango por ano. Considerando a aplicação dos combustíveis alternativos para os motores a diesel, em máquinas agrícolas, o trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho do motor de um trator agrícola de 53kW acoplado pela TDP em bancada dinamométrica, operando com biodiesel metílico de óleo de frango e misturas com óleo diesel, sendo: B5 (testemunha), B20, B40, B60, B80 e B100. Avaliaram-se a potência, o torque, a reserva de torque, o consumo de combustível, o consumo de energia e a eficiência térmica do motor. O ensaio foi instalado com delineamento inteiramente casualizado (DIC) em esquema fatorial com seis tratamentos. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias ajustadas por equações de regressão. Foram observadas perdas na geração de potência e torque, aumento no consumo de combustível, redução do consumo energético e melhoria na eficiência térmica do motor, de acordo com o aumento da proporção de biodiesel na mistura.

Brazil, the world third largest producer of biodiesel, and also the third largest producer of chicken, may increase the energy matrix, using oil derived from chicken, as an alternative to fossil fuels and reduce dependence on soybean oil for this purpose. The country can produce over 350 million liters of chicken oil per year. Considering the application of alternative fuels on diesel engines in agricultural machinery. The study aimed to evaluate the performance of a engine agricultural tractor with 53kW coupled by PTO in dynamometer bench operating with methyl biodiesel oil chicken and mix with diesel oil. Fuels B5 (reference), B20, B40, B60, B80 and B100 mixtures were used. The power, torque, torque reserve, fuel consumption, energy consumption and thermal efficiency of the engine were evaluated. The trial was conducted with a completely random design (CRD) in a factorial design with six treatment, which was held after the analysis of variance and adjusted means for the regression equations. Losses were observed in the generation of power and torque, increase in fuel consumption, reduction of energy consumption and improvement in engine thermal efficiency, according to the increasing proportion of biodiesel in the blend.

Considerando que o Brasil detém uma vasta gama de matérias-primas para produção de biodiesel, e também que há a possibilidade de produção em pequena escala, prima-se por estudos de cunho econômico a partir de metodologias de fácil execução. O objetivo do trabalho foi demonstrar uma metodologia e sua aplicação para avaliação dos custos inseridos dentro do processo produtivo e de utilização do biodiesel. A metodologia foi aplicada a biodieseis originários de óleo de soja, girassol, frango e sebo bovino, dos quais se avaliaram economicamente os custos fixos e variáveis para conversão química dos óleos e gorduras em ésteres metílicos, em uma planta de produção experimental. Os custos de produção para cada uma das quatro citadas são distintos em função do valor inicial por litro de cada uma. Também fora avaliado o custo específico e o consumo específico de cada um dos biodieseis, a fim de determinar a diferença em relação ao óleo diesel comercial. No estudo de caso, os resultados mostraram vantagens para o óleo diesel, tanto no custo quanto no consumo. Comparando-se os biodieseis, o de sebo bovino apresentou-se com o menor custo de produção e o menor consumo.

Considering that Brazil has a wide range of raw materials for biodiesel production, and also the possibility of small scale production, there is a demand for economic methodology studies with easy implementation. The objective of this research was to demonstrate a methodology and its application to assess the costs within the production process and the biodiesel use. The methodology was applied to biodiesels originated from soybean oil, sunflower oil, chicken oil and beef tallow, which assessed the fixed and variable costs for chemical conversion of oils and fats into methyl esters in an experimental production plant. Production costs for each of the four mentioned esters are peculiar due to the initial value of each oil per liter. Also the specific cost and specific fuel consumption were evaluated for each biodiesel to determine the difference with the commercial diesel oil. The case study showed advantages for diesel oil, both in cost and consumption. Comparing the biodiesels, the beef tallow showed the lowest production costs and lower consumption.

O objetivo deste trabalho foi identificar as prioridades de requisitos de projeto, de postos de operação de tratores agrícolas do mercado nacional brasileiro, conforme as normas de ergonomia e segurança. Compuseram a amostragem os tratores agrícolas de pneus de borracha novos, com bitola externa superior a 1.150 mm, sem quaisquer alterações em suas características originais por parte do fabricante ou revendedor, em comercialização em território nacional, quanto à disposição interna dos comandos de operação, aos assentos e aos acessos dos postos de operação. Como análise comparativa dos requisitos dos clientes destas máquinas e, conseqüentemente, a hierarquização dos requisitos necessários ao projeto de postos de operação, que são atendidos pelos fabricantes de tratores agrícolas, foram utilizadas as ferramentas para o desenvolvimento de projetos diagrama de Mudge e a primeira matriz do "quality function deployment", respectivamente. As marcas de tratores agrícolas nacionais apresentam a mesma prioridade quanto ao atendimento aos requisitos de projeto de ergonomia e segurança em postos de operação. O assento representa a prioridade de maior ordem, seguido dos comandos e, em última posição, os acessos.

The objective of this work was to characterize the requirement priorities for workplace design of agricultural tractors of the national market, as per standards of ergonomics and safety. The patterns were composed by agricultural new tractors rubber tires, with minimum gauge of 1,150 mm, without any alterations in their original characteristics on the part of the manufacturer or reselling, in commercialization in national territory, related to the internal disposition of the operation commands, to the seats and to the accesses of the workplaces. As comparative analysis of the customer requirements for of these machines and, consequently, the hierarchization of the necessary requirements for the project of workplaces which are assisted by the manufacturers of agricultural tractors, the tools for the development of design Mudge diagram and the first head office of Quality Function Deployment where used. The marks of national agricultural tractors present the same priority related to requirements for ergonomics and safety designs in of workplace operation. The seat represent a larger order priority, followed by commands and, in the last position, the accesses.