Recomendação para colheita mecânica do café baseado no comportamento de vibração das hastes derriçadoras / Recommendation for mechanical harvesting of coffee based on vibration behavior settings rods harvesters

RESUMO: A competitividade no mercado agrícola tem tornado intensa a busca pela redução de custo nos processos de produção, como é o caso da colheita do café ( Coffea arabica L.), que tem migrado da colheita manual para a semi mecanizada e mecanizada. Essa transição proporcionou o surgimento de novas tecnologias e diversos modelos de colhedoras, as quais permitem regulagens que influenciam diretamente na eficiência de derriça. Entretanto, entender o comportamento dinâmico dos componentes e sistemas das colhedoras é de extrema importância para o desenvolvimento de novos produtos e recomendações de regulagem para colheita plena ou seletiva. Nesse contexto, objetivou-se analisar a vibração das hastes derriçadoras de uma colhedora de café, em diferentes regulagens, a fim de entender seu comportamento dinâmico em termos de amplitude e frequência de vibração, e inferir sobre a recomendação de regulagens para a colheita mecânica do café. A metodologia utilizada, baseada na análise dos sinais de vibração das hastes derriçadoras, possibilitou a recomendação de regulagens para a colheita mecânica do café, em função das amplitudes de vibração das hastes derriçadoras. O estudo mostrou que as maiores amplitudes de vibração das hastes no sentido vertical ocorreram para as regulagens de 8 e 10Kgf no freio, na vibração de 950 ciclos min-1 do cilindro e com hastes de 570mm de comprimento. Os resultados permitem associar o comportamento de vibração das hastes derriçadoras com os objetivos da colheita, plena ou seletiva, apontando qual a regulagem específica a ser utilizada para cada finalidade.

ABSTRACT: Growers need to reduce costs of the coffee production to meet the demand and stay competitive in the market. Such a need has led to the application of mechanization in the coffee harvest ( Coffea Arabica L.), which is a costly process and requires high cost of manpower, and this last is increasingly scarce. The migration from manual harvest to semi-mechanized or super-mechanized made new technologies and diverse models of coffee harvesting machines emerge. These coffee harvesting machines have settings that directly influence the harvesting efficiency. To understand the dynamic behavior of coffee harvesting machines components and systems is very important to develop new products, setting and operation norms. In this context, this reseach aimed to analyze the vibration of the harvester rods of an automatic coffee harvesting, by considering different adjustments, in order to understand its dynamic behavior in terms of amplitude and frequency of vibration, and to infer about adjustment recommendations for the mechanical harvesting coffee. Results showed that the harvesting studied presented larger amplitudes of vibration of stems vertically when set for 8 and 10Kgf of curb, at vibration of 950 cycles min1 of cylinder and with the stems of 570mm of length; the highest efficiency occurs when the rods vibrate vertically, promoting greater contact between the rods and side branches and fruit of the coffee plant. Also, the achieved results can be very useful as a guide for adjusting coffee harvesting machines, for research anddevelopment of new technologies to the benefit of the grower.

Efeitos da colheita manual na bienalidade do cafeeiro em Ijaci, Minas Gerais / Effects of manual harvesting on coffee (Coffea arabica L. ) crop biannuality in Ijaci, Minas Gerais

Analisou-se, neste trabalho, a relação entre a produtividade e a desfolha do cafeeiro durante o processo de colheita manual nas safras agrícolas de 2005, 2006 e 2007. O experimento foi desenvolvido na fazenda Cafua, localizada no município de Ijaci, sul de Minas Gerais, em uma área de 6,5ha de lavoura de cafeeiro (Coffea arabica L.) da variedade cultivada Catuaí Vermelho IAC-99. Foi demarcada na área uma malha irregular na distância de 25x25 e 50x50m, num total de 67 pontos amostrais, nos quais foram avaliados a produção de café (L.planta-1) obtida por meio da colheita no pano e a desfolha das plantas, quantificada com base no peso de folhas (kg. planta-1) após a colheita manual. Procedeu-se a análise de correlação de Pearson para verificar a relação linear entre a produtividade e a desfolha nos diferentes períodos avaliados. A dependência espacial dos dados também foi analisada por meio de ajustes de semivariogramas e interpolação por krigagem. Constatou-se que a colheita manual desfolhou mais em locais de maior produtividade, e apresentou redução da produtividade de café na lavoura no ano subsequente, pelo aumento da desfolha em plantas de maior produtividade e consequente redução da radiação fotossinteticamente ativa interceptada pelo dossel dessas plantas, ocasionando bienalidade da produção.

This study analyzed the relation between coffee yield and defoliation during the process of manual harvest in the agricultural harvests of 2005, 2006 and 2007. The experiment was conducted at the Cafua farm, located in the municipality of Ijaci, Minas Gerais, in an area of 6.5 ha of coffee crop (Coffea arabica L.) Catuaí Vermelho IAC-99 cultivar. An irregular grid was demarcated in the area with a distance of 25x25 and 50x50m, totaling 67 sampling points, which were evaluated coffee production (L plant-1) obtained through harvest in cloth as well as defoliation of plants, quantified by the weight of leaves (A) (kg plant-1) after manual harvest. Pearson correlation analysis was used to verify the linear relationship between productivity and defoliation in different evaluated periods. The spatial dependence of the data was already analyzed through semivariogram adjustments and Kriging interpolation. Based on the analyses, it was found that manual harvest caused more defoliation in places with higher productivity and reduced the yield in the subsequent year, by the increase of defoliation on plants and reduction of the photosynthetically active radiation intercepted by the canopy of these plants, leading to the biannuality of the production.

Comportamento da força de desprendimento dos frutos de cafeeiros ao longo do período de colheita / Behavior of the coffee fruit detachment force throughout the harvest period

A fim de se realizar a colheita seletiva do café de forma mais eficiente, quando são retirados preferencialmente os frutos maduros, é necessário que haja parâmetros objetivos para nortear a correta regulagem da colhedora em termos de vibração e velocidade operacional. Um possível parâmetro objetivo pode ser a força de desprendimento dos frutos de café. Para esta determinação foi necessário o desenvolvimento e construção de um dinamômetro portátil para a coleta dos dados de campo. Sua construção e calibração foi realizada no Laboratório de Protótipos do Departamento de Engenharia da UFLA. Os ensaios de força de desprendimento dos frutos foram realizados na Fazenda Capetinga, município de Boa Esperança na safra 2006/2007. As cultivares utilizadas nas avaliações foram: 'Mundo Novo IAC 376/4', 'Catuaí amarelo IAC 99' e 'Icatú IAC 3282', transplantadas no espaçamento 4,0 x 1,0 m com população média de 2,5 mil plantas por hectare. Os ensaios foram realizados com três repetições, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado (DIC) dentro de uma mesma gleba, em parcelas aleatórias, contendo cinco plantas. Buscou-se levantar a força de desprendimento dos frutos de café na planta de acordo com a maturação dos frutos, sendo classificados para a determinação da força, os frutos verdes, cereja, passa e seco. Concluiu-se que há diferença significativa entre os estádios de maturação dentre as cultivares avaliadas. As cultivares 'Mundo Novo' e 'Catuaí' foram as que apresentaram menores valores médios de força de desprendimento. Foi possível correlacionar a força de desprendimento dos frutos, tratando-se de parâmetro objetivo, para determinar o grau de maturação da cultura.

In order to carry out selective harvest of coffee more efficiently, in which ripe fruits are preferably picked, there must be objective parameters to guide the proper regulation of the harvester in terms of vibration and operating speed. A possible objective parameter can be the detachment force of coffee fruits. For this determination it was necessary to develop and produce a portable dynamometer for the collection of data from the field. Its production and calibration were completed in the calibration and laboratory prototypes of the Department of Engineering at UFLA. Tests of detachment force fruit were made in Capetinga farm in the municipality of Boa Esperança in the 2006/2007 season. The cultivars used in the were: Mundo Novo IAC 376/4, Catuai amarelo IAC 99 and Icatu IAC 3282, transplanted in spacing 4.0 x 1.0 m with average population of 2.5 thousand plants per 10.000 m². The tests were conducted with three replicates using the completely randomized design (DIC) in the same soil, in random parcels containing five plants. The aim was to raise the detachment force of the coffee fruits in the plant according to fruit maturation, being ranked for the determination of force: the green fruit, cherry, passes and dry. It was concluded that there are significant differences between stages of maturity among the cultivars and progenies evaluated. Cultivars Mundo Novo and Catuai presented smaller average values of strength of detachment. It was possible to correlate the strength of fruit detachment to determine the degree of maturation of the culture, since it is an objective parameter.

Desempenho comparativo de um motor de ciclo diesel utilizando diesel e misturas de biodiesel / Comparative performance of a cycle diesel engine using diesel and biodiesel mixtures

Os atuais elevados preços do barril de petróleo no mercado internacional, a possibilidade de geração de postos de trabalho e renda com a conseqüente fixação do homem no campo, as excelentes e variadas condições climáticas e os tipos de relevo fazem com que o Brasil, com suas extensas áreas agricultáveis, destaque-se no cenário mundial em relação à sua grande potencialidade de geração de combustíveis alternativos. A situação ambiental faz com que o ser humano trabalhe no desenvolvimento de alternativas energéticas, destacando-se aquelas oriundas de fontes renováveis e biodegradáveis de caráter eminentemente sustentável. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho de um motor ciclo diesel, funcionando em momentos distintos com diesel mineral e misturas deste com biodiesel nas proporções equivalentes a B2 (98 por cento de diesel mineral e 2 por cento de biodiesel), B5 (95 por cento de diesel mineral e 5 por cento de biodiesel), B20 (80 por cento de diesel mineral e 20 por cento de biodiesel) e B100 (100 por cento de biodiesel). Para a realização dos ensaios, foi utilizado um motor ciclo diesel de um trator VALMET 85 id, de 58,2kW (78 cv), de acordo com metodologia estabelecida pela norma NBR 5484 da ABNT (1985) que se refere ao ensaio dinamométrico de motores de ciclo Otto e Diesel. Concluiu-se que a potência do motor ao se utilizar biodiesel foi inferior àquela quando se utilizou diesel mineral. Observou-se que, em algumas rotações, as misturas B5 e B20 apresentaram potência igual ou até superior, em algumas situações, àquela quando se utilizou diesel mineral. A melhor eficiência térmica do motor foi verificada na rotação de 540 rpm da TDP equivalente a 1720 rpm do motor.

It is considered that, in a close future, the petroleum reservations economically viable will tend to the shortage. Besides it, the exacerbated current price levels of the petroleum barrel in the international market, the possibility of employment generation and income with the consequent fixation of man country life, the excellent and varied climatic conditions and several types of terrain become the country, with extensive workable areas, stand out in the world scenery if considering its great potentiality on generation of alternative fuels. The environmental preservation, important subject nowadays, makes that the human being work in searches for the development of alternative energies, mainly those originating from renewable and biodegradable sources of sustantable character. Taking in consideration those searches, the purpose of this work was to evaluate the performance of a diesel engine working in different moments with mineral diesel and mixtures of mineral diesel and biodiesel in the equivalent proportions B2 (98 percent mineral diesel and 2 percentbiodiesel), B5 (95 percent mineral diesel and 5 percentbiodiesel), B20 (80 percent mineral diesel and 20 percentbiodiesel), and, finally, B100 (100 percent biodiesel). The rehearsal was accomplished in the dependences of the Engineering Department at UFLA - Federal University of Lavras, in Lavras, Minas Gerais, in July, 2005. For the accomplishment of the rehearsals it, was used an engine cycle diesel of a tractor VALMET 85 id, of 58,2kW (78 cv), following it methodology established by the norm NBR 5484 of ABNT (1985), that refers to the rehearsal dynamometric of engines cycle Otto and Diesel being proceeded. One noticed ended that the potency of the motor when using biodiesel was lower than one when using mineral diesel. One observed that, in some rotations, the mixtures B5 and B20 presented the same potency or even higher, in some situations, than the one when if using mineral diesel...

Variabilidade espacial de atributos químicos e produtividade da cultura do café em duas safras agrícolas / Spatial variability of chemical attributes and coffee productivity in two harvests

O emprego da Agricultura de Precisão pode ser uma das alternativas para o país continuar com a liderança mundial de café, por meio da competitividade nos custos e na qualidade do produto. Objetiva-se com este trabalho, avaliar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo e da produtividade da cultura do cafeeiro em duas safras agrícolas. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, nos pontos de cruzamento de uma malha com intervalos regulares de 25 m, perfazendo um total de 68 pontos em uma área de 6,2 ha. Os frutos de quatro plantas, em torno dos pontos de cruzamento da malha, foram coletados para o cálculo da produtividade média por planta. A dependência espacial encontrada para os atributos químicos e produtividade da cultura do café, bem como a semelhança de comportamento dos atributos estudados nas diferentes safras, permite inferir que o efeito de bianuidade não interferiu na variabilidade espacial da cultura do café. A grande amplitude nos atributos químicos justifica o estudo da aplicação diferenciada e localizada de fertilizantes na lavoura cafeeira. A regressão linear espacial mostrou comportamento semelhante da variabilidade espacial dos atributos químicos e produtividade da cultura do café nas duas safras estudadas.

Precision agriculture is one of the alternatives that may help maintaining the Brazilian international leadership in coffee production by reducing production costs and increasing competitiveness and product quality. Assessing the spatial variability of soil attributes has a crucial importance for the application of precision agriculture techniques. Therefore, the aim of this work was to evaluate the spatial variability of soil chemical attributes and coffee yield in two agricultural seasons. Soil samples were collected in a depth of 0.0-0.2 m, at the crossing points of a regular grid, comprising a total of 68 points located at 25 m-intervals in an area of 6.2 ha. Fruits of four coffee plants around the soil sampling points were collected and the average yield per plant was calculated. The spatial dependence found for chemical attributes and coffee yield as well as the similar behavior of the attributes studied in the different agricultural seasons indicates that the bi-annuity effect did not intervene with the spatial variability of the crop. The large amplitude found for soil chemical attributes justifies to study the differentiated and localized application of fertilizers in coffee plantations. The spatial linear regression showed a similar spatial variability in both chemical attributes and coffee yield in the two studied seasons.

Eliminação de linhas em cafeeiros adensados por meio semimecanizado / Elimination of dense coffee-lines by semi mechanized ways

Buscando obter maior produtividade inicial da lavoura cafeeira é comum fazer plantio adensado, porém devido ao adensamento e outras causas a produtividade reduz-se a partir da quarta ou quinta colheita, sendo uma das causas o "fechamento" da copa das plantas, necessitando assim fazer a eliminação de linhas de café. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência operacional e viabilidade econômica de diferentes métodos de eliminação das linhas de cafeeiros adensados. O trabalho foi desenvolvido no Município de Lavras, MG, em área de 1 ha, sendo os ensaios realizados utilizando o delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, em parcelas aleatórias com 50 m de comprimento. Os tratamentos foram: palitamento e arranquio usando trator com gancho, palitamento com foice e corte com motosserra e palitamento com foice e corte com serra circular. O tratamento palitamento com foice e corte com serra circular, apresentou melhor eficiência operacional de campo, sendo 41,8 por cento mais eficiente que o tratamento palitamento e arranquio usando trator com gancho. O uso palitamento com serra circular ou motosserra é técnica e economicamente mais viável que o uso do palitamento e arranquio usando trator com gancho. No caso da venda dos troncos como lenha, os três métodos de eliminação das linhas dos cafeeiros resultaram em receitas líquidas, sendo maior para o palitamento e corte usando serra circular, chegando ao valor de R$ 624,98 ha-1.

In order to obtain a larger initial productivity of coffee plantation it is very common to dense it, however this procedure reduces the productivity from the fourth or fifth crops on, because of the "closing" of plants tops, therefore it is necessary to eliminate some streets. The purpose of this work is evaluating the operational and economic performance of different methods of elimination of dense coffee-lines. The rehearsals were accomplished in LavrasMG considering aleatory portions with 50 m of length, with three repetitions, using casual lines, where the averages were compared by the through Tukey test at 5 percent probability level. The treatments were: tacking off with tractor and hook, sticking with scythe, cut down with saw and sticking with scythe and cut down with circular saw. The pod cutting treatment using a buzz saw, presents the best performance in the field, being 41,8 percent more efficient than the arranquio treatment with tractor and hook. The use of buzz saw or motion-mountain range is a more technical and economically viable than the use of tractor in arranquio with hook, a when it is necessary to eliminate lines of coffee trees. In the case of selling the trunks as firewood, the three methods of elimination of the lines of coffee trees result in net revenues, being the highest price for the poll letting and buzz saw cutting, able of reaching the value of R$ 624,98 ha-1.

Influência da colheita mecanizada na produção cafeeira / Influence of the mechanized harvest in the coffee production

A colheita mecanizada de café no sul de Minas Gerais tem promovido uma melhor qualidade do produto e redução de perdas, aumentando os lucros dos cafeicultores. Porém, a lavoura cafeeira ainda necessita de estudos sobre o efeito da mecanização na produtividade da cultura ao longo dos anos, uma vez que a colheita mecanizada malconduzida pode causar danos na planta. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da colheita mecanizada na produtividade da cultura cafeeira, ao longo dos anos, comparativamente com colheita no sistema manual. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com 8 tratamentos e 3 repetições, em parcelas aleatórias contendo em média 40 plantas nas safras de 2000 a 2004, realizando a colheita tanto de forma mecanizada quanto manual. A produtividade da lavoura cafeeira não foi influenciada pela colheita mecanizada ao longo dos anos, passando a colhedora uma ou duas vezes na lavoura. O aumento de vibração das hastes promoveu uma maior quantidade de grãos colhidos, porém a desfolha aumentou proporcionalmente ao aumento de vibração. Com duas passadas da colhedora, a desfolha foi maior que a colheita manual em todas as safras agrícolas estudadas.

The mechanized harvest of coffee in the South of Minas Gerais has promoted a better product quality and loss reduction, increasing producers profit. However, studies on the effect of mechanization on productivity of the culture throught the years are needed since the mechanized harvest not will done can damage the plant. This work was aimed at evaluating the effect of mechanized harvest the coffee productivity comparing it with manual harvest. A completely randomized design with 8 treatments and 10 replications was adopted, in random parcels with 40 plants in average in the harvests of 2000 and 2004. The productivity of coffee was not influenced by mechanized harvest through the years, even when using the harvest one or twice on coffee plants field. The vibration connecting rods increase produced higher amount of harvested grains, however, the defoliation increased proportionally to the vibration whit two passes of harvester defoliation was greater than the manual harvester in all harvests evaluated periods.

Variabilidade espacial de atributos químicos e de produtividade na cultura do café / Spatial variability of chemical attributes and productivity in the coffee cultivation

O conhecimento de determinados atributos do solo associado à resposta de produção do cafeeiro pode possibilitar a aplicação racional, localizada e individualizada dos insumos, com resultados econômicos ambientais garantidos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial de atributos químicos do solo e da produtividade da cultura do cafeeiro em um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-0,2m, nos pontos de cruzamento de uma malha com intervalos regulares de 25m, perfazendo um total de 68 pontos em uma área de 4,2ha. Os frutos de quatro plantas em torno dos pontos de cruzamento da malha foram coletados para o cálculo da produção média por planta. Todas as variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial, o que permitiu o seu mapeamento com a utilização de técnicas geoestatísticas. Os atributos químicos apresentaram valores baixos de alcance, com exceção das variáveis fósforo e potássio, evidenciando a baixa continuidade espacial do solo sob cafeeiro. A grande amplitude de variação dos atributos químicos justifica a aplicação diferenciada e localizada de fertilizantes na lavoura cafeeira.

The knowledge of determined attributes of the soil associated to the reply of productivity of the coffee can make the application rational, located and individualized of the farm input, with guaranteed ambient economic results possible. Therefore, this work was aimed at evaluating the spatial variability of soil chemical attributes and the productivity of coffee cropping in an Oxisol. Soil samples were collected in a depth of 0-0.2m, at the crossing points of a regular grid with 25m-intervals, comprising a total of 68 points in an area of 6.2ha. Fruits of four coffee plants around the soil sampling points were collected and the average production per plant was calculated. The variables presented a spatial dependence structure, allowing their mapping by geostatistics techniques. Chemical attributes presented low range values, with exception of the phosphorus and potassium variables, evidencing the low soil continuity spatial under the coffee crop. The wide variation range of chemical attributes shows the necessity of point fertilizer application for coffee cropping.