Conceptual design of a thermal weed control machine / Projeto conceitual de máquina para o controle de plantas daninhas pela aplicação de calor

ABSTRACT: The great difficulty for family farmers who produce food organically is the control of weeds without using chemical products. One possibility for the management is the use of heat in the sense of coagulating the protoplasm in leaves and stem cells. The present research aimed toconceptual design a mechanized system for weeds control through the use of heat focusing on familiar farmers who produce food organically. In this study, we used a product development methodology which can be divided into different stages that are composed of several tasks. As a result of the use of such methodology, six concepts of heat transfer machines were developed. After the application of selection tools, two concepts were chosen for the optimization process, and then the one considered ideal to meet the needs of farmers was selected.

RESUMO: A grande dificuldade dos agricultores familiares que produzem alimentos de forma orgânica é o controle de plantas daninhas sem a aplicação de produtos químicos. Uma possibilidade para o manejo é a utilização de calor, no sentido de coagular o protoplasma em células das folhas e do caule. O objetivo do presente trabalho foi projetar uma concepção de um sistema mecanizado para o controle das plantas daninhas por meio da utilização de calor, tendo como público alvo agricultores familiares que produzem de forma orgânica. Para a realização do trabalho foi empregada metodologia de desenvolvimento de produtos, a qual pode ser dividida em diferentes fases, que são compostas por diversas tarefas. Como resultado da aplicação da metodologia obteve-se seis concepções de máquinas aplicadoras de calor. Após aplicação de ferramentas de seleção foram escolhidas duas concepções para o processo de otimização, obtendo-se posteriormente aquela considerada ideal para atender as necessidades dos agricultores.

Knapsack sprayers: effort required for pumping lever operation / Pulverizadores costais: esforço para o acionamento da alavanca de bombeamento

ABSTRACT: Various equipment, mainly manual knapsack sprayers, are used to apply agrochemicals by smallholder farmers. They are highlighted by their versatility of use and mainly by their low cost for farmers. Few operator-related studies were reported in the literature regarding the effort required to operate the knapsack sprayer lever. Knapsack sprayers were evaluated regarding the effort required to move their hand levers, reach and maintain the 300 kPa pressure, and return to the initial position. The objective of this study was to evaluate the operator's effort to operate the hand lever using the "Super magro" biofertilizer as fluid. It was concluded that all knapsack sprayers are within the Consolidation of Labor Laws (CLT) standards regarding the effort required to operate the hand lever. However, restrictions have been reported in some manual knapsack sprayers regarding international standards.

RESUMO: Existem diversos equipamentos utilizados na aplicação de agrotóxicos em propriedades familiares, principalmente os pulverizadores costais manuais. Estes ganham destaque pela sua versatilidade de uso e, principalmente, o baixo custo para o produtor rural. Na bibliografia foi constatado poucos estudos relacionados ao operador, quando analisado o seu esforço ao acionar a alavanca do pulverizador costal. Os pulverizadores costais foram avaliados quanto aos esforços necessários ao deslocamento da alavanca: para atingir a pressão de 300 kPa, na manutenção desta e em seu retorno para a posição inicial. Este estudo teve como objetivo avaliar os esforços do operador ao acionar a alavanca utilizando como fluido o biofertilizante composto Super Magro. Conclui-se, no que tange ao esforço para acionamento da alavanca, que todos os pulverizadores estão dentro das normas da CLT (Consolidação das Leis Trabalhistas), porém existem restrições a alguns pulverizadores costais manuais em relação às normas internacionais.

Design specifications of a heat applicator weed controller device for family farms / Especificações para o projeto de um mecanismo aplicador de calor para o combate de plantas espontâneas dirigido à agricultura familiar

ABSTRACT: One of the difficulties faced by organic food farming families is weed management without the application of chemical products. Thus, this study aimed to establish the design specifications for the development of a heat applicator device for small organic family farms. The implemented methodology allowed the division of the project to phases composed by different tasks. This paper addresses the informational phase, which identifies client needs, according to the lifecycle of the product, in order to establish the design specifications. The declared needs of 40 customers were identified and converted to the requirements of 24 clients. This resulted in 26 design specifications, displayed in order of importance, and distributed along the product's entire life cycle. Nine requirements were considered to be the most important; namely working speed, target applied temperature, application height variables, weed elimination, production costs, operation costs, energy consumption, weight, and main crop damage.

RESUMO: Uma das dificuldades dos agricultores familiares que produzem alimentos orgânicos é o manejo de plantas espontâneas sem a aplicação de produtos químicos. Sendo assim, objetivou-se estabelecer as especificações de projeto no desenvolvimento de um mecanismo aplicador de calor para o combate de plantas espontâneas, dirigido à agricultura familiar orgânica. A metodologia de projeto utilizada permite dividi-lo em fases, que são compostas por diferentes tarefas. O presente trabalho contempla a fase de projeto informacional, na qual são identificadas as necessidades dos clientes de acordo com o ciclo de vida do produto no sentido de estabelecer as especificações de projeto. Foram identificadas 40 declarações de necessidades de clientes, as quais foram transformadas em 24 requisitos de clientes, originando 26 requisitos de projeto hierarquizados, distribuídos ao longo de todo o ciclo de vida do produto, resultando nas especificações de projeto do produto. Os nove requisitos apontados como mais importantes foram: velocidade de trabalho; temperatura aplicada ao alvo; variação da altura de aplicação; eliminação das plantas espontâneas; custo de produção; custo de operação; consumo de energia; danificação da cultura implantada e peso.

Design requirements of a human-powered planter / Requisitos de projeto de uma semeadora acionada por força humana

ABSTRACT: This study aimed to establish client and design requirements of a human-powered planter. A total of 13 client requirements and 13 design requirements were established for prioritizing planter performance, thus providing benefits to users.

RESUMO: Este trabalho objetivou estabelecer os requisitos de clientes e de projeto de uma semeadora à tração humana. Foram estabelecidos 13 requisitos de clientes e 13 requisitos de projeto, priorizando o desempenho da semeadora, proporcionando benefícios aos seus usuários.

Design specifications of a human-powered planter / Especificações de projeto de uma semeadora à tração humana

ABSTRACT: This study aimed to establish the design specifications of a human-powered punch planter for maize and beans through the application of a systematic design methodology. The most important design requirements and their specifications are related to technical performance and production cost.

RESUMO: O presente trabalho, por meio de metodologia de projeto sistemática, objetivou hierarquizar os requisitos de projeto e estabelecer as especificações de projeto de uma semeadora puncionadora à tração humana para milho e feijão. Os requisitos de projeto mais importantes e respectivas especificações estão relacionados ao desempenho técnico e custo de produção.

Estrutura funcional de uma semeadora de tração humana / Functional structure of a human-powered seeder

O milho e o feijão são semeados em praticamente todas as pequenas unidades familiares de produção, normalmente, em sistema convencional de cultivo. Há interesse no sistema de semeadura direta, porém não estão disponíveis semeadoras adequadas às suas necessidades. As semeadoras manuais, utilizadas por esses agricultores, inclusive para semeadura direta, possuem restrições de capacidade e de desempenho operacional, além de problemas ergonômicos. É necessário o desenvolvimento de máquinas desse porte, que garantam maior qualidade na operação de semeadura dessas culturas. O objetivo do presente trabalho foi estabelecer a estrutura funcional de uma semeadora puncionadora de tração humana para semeadura direta de milho e feijão. Foi aplicada uma metodologia sistemática, contemplando análise de especificações, identificação de restrições e estabelecimento das estruturas funcionais em diagrama de blocos. Foi eleita a estrutura funcional de empurrar com um dosador e múltiplos abridores de solo.

Maize and beans are grown on small farms usually tillage system. There is interest in migrating to no tillage, but are not available to small planters suitable for this purpose. The portable hand seeder (saraquá), massively used by these farmers, including no tillage, have capacity and operating performance constraints, besides ergonomic problems. It is necessary to develop machines of this size, ensuring higher quality at sowing these crops and reduce the painfulness of work these farmers. The aim of this research was to establish the functional structure of a human-powered drill for direct seeding of corn and beans. A systematic design methodology was applied, covering analysis of specifications, identifying constraints and establishment of functional structures as block diagram. Functional structure with a push seed meter and multiple soil openers was chosen.

Distribuição longitudinal de sementes de milho com dosador de disco horizontal operando com uma ou duas saídas de sementes / Longitudinal distribution of maize seeds in the disk plate seed meter operating one or two seed ejection points

O objetivo deste trabalho foi comparar os efeitos da utilização de dosador de sementes do tipo disco horizontal com orifícios circulares, operando com uma ou duas saídas de sementes sobre a precisão de distribuição longitudinal de sementes de milho. Para tanto, avaliou-se o dosador, em laboratório, com uma e duas saídas de sementes, em relação a 10 velocidades periféricas (0,03 a 0,30m s-1). O delineamento foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, totalizando 80 ensaios. O fator quantitativo referente à velocidade periférica do disco dosador foi estimado por meio de regressão polinomial de 2ª ordem. O comportamento do disco dosador operando com uma ou duas saídas foi semelhante, e a porcentagem de espaçamentos aceitáveis apresentou diferença significativa somente nas velocidades periféricas de 0,06 e 0,09m s-1.

This study had the objective of comparing the effect of using the disk plate seed meter with circular holes operating with one or two seed ejection points in relation to the longitudinal precision of the maize seeds distribution. For the evaluation of this effect, the meter was tested in laboratory with one and two seed exits in ten peripheral disk plate speeds (0.03 to 0.30m s-1). It was employed a complete randomized design with four replications, summing up 80 experimental plots. The peripheral speed quantitative factor was estimated through a 2nd order polynomial regression. The behavior of the seed meter operating with one or two ejection points was similar, with significant difference only in peripherical speeds of 0.06 and 0.09m s-1.

Functional analysis in the evaluation of four concepts of planters

The essential functions of a planter are to open the planting furrow, meter the seeds, deposit them in the furrow, cover them and compact the soil around them. The planter precision is affected, in some way, by each of those functions. Function analysis is a tool used in the conceptual phase of product design which allows an abstract formulation for the function of the technical system, thus making it very useful in product design and in the analysis of existing products. Therefore, the technique of function analysis makes it possible to identify, in the various concepts of planters sold in the Brazilian market, which function is not well implemented when considering precision planting of small grains, being this the main objective of this study. This study has made it possible to conclude, among other things, that in all concepts of planters analyzed, the sub-functions of metering seeds and that of depositing seeds in the soil were not satisfactorily implemented for the precision planting of small grains. This points out the need of searching for other concepts of planters or the adoption of different solution principles for these functions