Multiobjective optimization of economic balances of sugarcane harvest biomass

Abstract

The fact that Brazil is the world's largest sugarcane (Saccharum spp.) producer, leads to a great concern about the cropping systems used, since the most common practice involves manual harvesting prior to straw burning. Brazilian authorities approved a law prohibiting the burning practice of crop residues prior to harvest. However mechanized harvest creates the new problem of how to deal with the residues. Many studies have proposed the use of these residues as an energy source. The major difficulty in its use is how to economically transport sugarcane harvested biomass from the farm to a processing center. The aim of this work was to develop a model to optimize plant variety selection, minimize the cost of the residual biomass transfer process, to evaluate the economics of using this material, and to address sucrose production and planting area constraints, considering distances from plot to processing center. Mas, existe uma grande preocupação com o sistema de colheita utilizado nesta cultura, pois é prática comum a colheita manual com a pré-queima do palhiço. Autoridades brasileiras têm aprovado leis proibindo a queimada nos canaviais. Entretanto, a colheita mecanizada com cana crua cria novos problemas com a permanência do resíduo no solo. Assim, muitos estudos têm sido propostos para o uso deste resíduo para geração de energia. A maior dificuldade para o uso desta biomassa está no custo de coletar e transferir o resíduo do campo para o centro de processamento. Para análise da viabilidade deste sistema há a necessidade de um estudo do balanço econômico do processo. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo matemático que auxilie na escolha das variedades de cana a serem plantadas, de forma a minimizar o custo do processo de transferência da biomassa residual de colheita e avaliar economicamente o uso deste material, colocando restrições sobre a produção de sacarose e limitações da área para plantio e considerando as distâncias entre os talhões e o centro de processamento. Para isto, técnicas de programação linear multiobjetivo 0-1 foram utilizadas. Os resultados da aplicação mostram a viabilidade do uso deste modelo para auxílio na seleção de variedades, otimizando o lucro do uso da biomassa residual de colheita para geração de energia. Palavras-chave: modelo matemático, biomassa residual, cana-de-açúcar, programação linear multiobjetivo 0-1

Pre-Harvest Sugarcane Burning: Determination of Emission Factors through Laboratory Measurements

“…All the sugarcane cultivars used in this work corresponded to Saccharum spp. This species is broadly cultivated in Brazil [37].…”

Field methods for the study of ants in sugarcane plantations in Southeastern Brazil

“…The 2008/2009 crop estimates are 571 million tons of sugarcane, 26.6 billion liters of ethanol, and 32.1 million tons of sugar. São Paulo state is the main producer of sugarcane and its by-products in Brazil, accounting for more than 60% of all the sugar and alcohol production and 70% of the Brazilian exports of these products (Florentino et al, 2008;FNP, 2008;CONAB, 2009). …”

Production and Management of Sugarcane Biomass — Process Optimization

“…Among the sugarcane's production and quality factors, the choice of the variety to be planted constitutes the most important decision since it provides the basis of the other technologies of production and processing of raw materials, thus providing significant increases in industrial productivity without an increase in production costs [12]. The varieties should display desirable features such as high yield, high sugar content, capacity to reshoot, no tendency to fall, and resistance to pests and diseases.…”