Modelagem matemática na análise energética da produção agrícola do milho para silagem: estudo de caso em uma propriedade rural de Minas Gerais

Abstract

A produção de milho para silagem apresenta elevada demanda energética devido ao uso intensivo de máquinas agrícolas, combustíveis fósseis e insumos industriais ao longo do sistema produtivo. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo modelar e analisar o consumo energético não renovável nas diferentes etapas da produção de milho para silagem em uma Propriedade A, localizada em um município do estado de Minas Gerais. A pesquisa caracteriza- se como um estudo de caso de natureza aplicada e abordagem quantitativa, fundamentado na análise energética e na modelagem matemática de sistemas produtivos agrícolas. Foram avaliadas as entradas energéticas diretas e indiretas associadas ao consumo de combustíveis, fertilizantes, sementes, mão de obra, máquinas e implementos agrícolas. Os resultados indicaram consumo energético total de 110.809,84 MJ, com predominância da energia direta, responsável por 96,89% da energia de entrada do sistema. A etapa de tratos culturais apresentou a maior intensidade energética, concentrando 53,14% do consumo total, principalmente em função da elevada participação de fertilizantes nitrogenados. A energia de saída estimada para a produção de silagem foi de 1.188.952 MJ, resultando em eficiência energética de 10,73, indicando que o sistema produz aproximadamente 10,73 unidades de energia para cada unidade consumida. A análise matemática integrada permitiu identificar o nitrogênio como a variável de maior impacto sobre o consumo energético global do sistema, evidenciando a necessidade de estratégias voltadas à redução da dependência de insumos de alta intensidade energética. Conclui-se que o sistema apresenta elevada eficiência energética, embora ainda dependa fortemente de fontes não renováveis. Palavras-chave: modelagem matemática; análise energética; eficiência energética; sustentabilidade agrícola.

Corn silage production presents high energy demand due to the intensive use of agricultural machinery, fossil fuels, and industrial inputs throughout the production system. In this context, the present study aimed to model and analyze the non-renewable energy consumption at the different stages of corn silage production on Property A, located in a municipality in the state of Minas Gerais, Brazil. The research is characterized as a case study of applied nature and quantitative approach, based on energy analysis and mathematical modeling of agricultural production systems. Direct and indirect energy inputs associated with the consumption of fuels, fertilizers, seeds, labor, machinery, and agricultural implements were evaluated. The results indicated a total energy consumption of 110,809.84 MJ, with predominance of direct energy, responsible for 96.89% of the total energy input of the system. The crop management stage showed the highest energy intensity, accounting for 53.14% of the total consumption, mainly due to the high participation of nitrogen fertilizers. The estimated output energy for silage production was 1,188,952 MJ, resulting in an energy efficiency of 10.73, indicating that the system produces approximately 10.73 units of energy for each unit consumed. The integrated mathematical analysis identified nitrogen as the variable with the greatest impact on the overall energy consumption of the system, highlighting the need for strategies aimed at reducing dependence on high-energy-intensity inputs. It is concluded that the system presents high energy efficiency, although it still strongly depends on non-renewable sources. Keywords: mathematical modeling; energy analysis; energy efficiency; agricultural sustainability.