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Análise da variabilidade espacial da clorofila em cultura de café
(2005) Ruas, Renato A. Alves; Brito, Andréia B. de; Cerqueira, Elder S. A.; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Embrapa - Café
A utilização de medidores portáteis de clorofila pode ser uma importante ferramenta para o diagnóstico do teor de nitrogênio nas plantas de café. Desta forma, este trabalho teve como objetivo analisar a variabilidade espacial da clorofila na cultura do café sob pivô-central, por meio da construção de mapas usando geoestatística. O estudo foi realizado em lavoura de Coffea arabica L. cv. Catuaí irrigada com sistema pivô-central. O espaçamento da cultura é de 0,65 m entre plantas e de 2,50 m entre linhas. Foram amostradas plantas com intervalos de aproximadamente 2,50 m, utilizando-se os 3º e 4º pares de folhas a partir do ápice de ramos produtivos, na altura mediana da planta. A quantificação da clorofila foi feita por meio do medidor Minolta SPAD-502. Cada planta amostrada foi georreferenciada e criou-se mapas por meio da análise de geoestatística. Os resultados obtidos mostraram que a distribuição de clorofila na lavoura é aleatória, que a distância necessária para coleta de amostras visando a variabilidade é de 6,00 metros; e, que não houve bom ajuste entre valores observados e estimados quando se realizou a interpolação por krigagem.
Análise da variabilidade espacial da qualidade do café cereja produzido em região de montanha
(Universidade Federal de Viçosa, 2005) Alves, Enrique Anastacio; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Universidade Federal de Viçosa
A qualidade do café é resultado da interação entre a cultura, meio ambiente e tratos culturais, criando um elevado número de fatores que, aliados a variabilidade espacial da produção e qualidade, dificultam sua otimização. A agricultura de precisão, com o manejo localizado desses fatores segundo sua variabilidade, pode trazer grandes benefícios à cafeicultura, tornando-a mais sustentável e lucrativa. O presente trabalho teve como objetivos: identificar a variabilidade espacial da qualidade do café de montanha colhido no estádio cereja, gerando um mapa temático dos níveis de qualidade obtidos; correlacionar as notas e critérios de qualidade de bebida com o teor de açúcares dos frutos e grãos, nitrogênio e potássio dos grãos e estado nutricional das plantas; e identificar a influência da orientação da face de exposição ao sol dos talhões sobre a qualidade de bebida do café. O trabalho foi desenvolvido durante a safra 2003/4, no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa e na Fazenda Braúna, situada no município de Araponga, MG, e constou de três etapas. Na primeira, analisou-se o efeito da face de exposição das plantas de café ao sol sobre a produção, maturação e qualidade de bebida. Selecionou-se um talhão homogêneo utilizando o delineamento inteiramente casualizado, foram amostrados aleatoriamente 36 grupos, formados por quatro plantas, sendo que de cada um deles foram coletadas duas amostras de frutos, uma para cada face de exposição em relação às linhas de plantio. As amostras foram pesadas e classificadas quanto ao estádio de maturação, sendo os frutos cereja submetidos às análises de qualidade. Utilizou-se o teste t para dados pareados a fim de verificar a ocorrência de diferença estatística entre os tratamentos. Na segunda etapa, estudou-se o efeito da orientação da face de exposição ao sol de parcelas de plantas de café na qualidade de bebida dos frutos cereja. Demarcaram-se quatorze parcelas homogêneas, que foram classificadas segundo a orientação de suas faces de exposição ao sol. Em cada parcela foi coletada uma amostra composta de frutos cereja, das quais foram analisados os critérios de qualidade de bebida, brix, N, K e açúcares dos grãos. Os valores obtidos foram submetidos à análise de variância, segundo o delineamento inteiramente casualizado e ao teste de Tukey. Foi, também, realizada a análise de correlação entre os parâmetros estudados. Na terceira etapa, investigou-se a variabilidade espacial da qualidade do café cereja, cultivado em região de montanha, identificando-se os talhões quanto às características culturais e faces de exposição ao sol. A partir da amostra de cada talhão, foram realizadas as análises da qualidade de bebida e grau brix dos frutos. Utilizando-se estatística, descritiva analisou-se o efeito da densidade de plantio, face de exposição dos subtalhões e idade das plantas sobre as notas de qualidade. Gerou-se um mapa temático dos níveis de qualidade nos subtalhões, bem como procedeu-se à correlação entre as notas de qualidade de bebida, seus critérios, grau brix e o índice de balanço nutricional médio (IBNm). Concluiu-se que: a face de exposição das plantas, submetida a uma maior exposição ao sol, apresentou produção e qualidade de bebida superior à face sombreada; sendo que o mesmo efeito não foi verificado para a maioria das classes de maturação e os valores médios de brix. Detectou-se correlação significativa de qualidade de bebida com o teor de potássio dos grãos. O brix dos frutos apresentou correlação significativa com os critérios de qualidade aroma e balanço. Com exceção para o IBNm, nenhum outro fator ou critério de qualidade apresentou diferença significativa para a orientação da face de exposição das parcelas. A densidade de plantio, face de exposição dos subtalhões e idade das plantas não influenciaram as notas de qualidade. Houve variabilidade das notas de qualidade de bebida entre os subtalhões, que variaram de um mínimo de 70 a um máximo de 85, com uma média de 77.
Análise de derriça de frutos do cafeeiro submetidos à vibração em laboratório
(2003) Souza, Cristiano Marcio Alves de; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Cecon, Paulo Roberto; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Seja pela arquitetura da planta e/ou desuniformidade de maturação e teor de umidade elevado, a colheita dos frutos do cafeeiro é considerada uma das mais difíceis de ser executada. As máquinas para a colheita dos frutos do cafeeiro desenvolvidas utilizam a vibração e/ou impacto como princípio de funcionamento. Para o desenvolvimento dessas máquinas é necessário, primeiramente, conhecer as propriedades mecânicas da madeira, a geometria do cafeeiro e a influência de parâmetros de vibração com detalhes, para que a partir daí, modelos matemáticos possam ser desenvolvidos para analisar a dinâmica da planta e auxiliar no projeto. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos da freqüência (13,3; 15,0; 18,3 e 20,0 Hz) e amplitude (11, 22 e 33 mm) de vibração e do comprimento do galho do cafeeiro (100 e 400 mm) sobre a derriça dos frutos de café Catuaí Vermelho, nos estádios de maturação verde, cereja e passas. O trabalho foi desenvolvido no DEA-UFV e os frutos de café utilizados nos testes foram obtidos em Fazendas localizadas na Região do município de Viçosa, MG. Uma máquina vibradora foi desenvolvida para a realização dos ensaios de derriça, sendo seu acionamento feito por um motor elétrico de 0,735 kW de potência, um inversor de freqüência, que foi acoplado ao sistema visando à variação da velocidade angular do motor elétrico e um sistema biela-manivela, com raio da manivela variável. Os galhos foram coletados aleatoriamente durante todo o dia e os ensaios realizados com no máximo duas horas após a coleta. Foram realizados dois ensaios, um visando analisar o tempo de derriça e outro visando analisar a eficiência de derriça. Para determinar o tempo que os frutos levavam para serem derriçados, os galhos foram cortados e preparados de forma que apenas um fruto fosse colocado na máquina em cada teste. Após esse ensaio foram ensaiados os galhos com dois tamanhos num intervalo de 10 segundos. Nos testes, foram determinados o diâmetro médio do galho, o comprimento e diâmetro do pedúnculo, o número de frutos verdes, cerejas e passas derriçados, a massa dos frutos e seus respectivos volumes. Montou-se um experimento no esquema de parcelas subdivididas, em que as parcelas constituíam as amplitudes, enquanto as subparcelas constituíram as freqüências de vibração, o tamanho dos galhos, o estádio de maturação dos frutos e a posição que esses se encontravam no ramo plagiotrópico, segundo o delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os dados de eficiência e tempo de derriça foram submetidos à análise de variância e de metodologia de superfície de resposta, sendo os modelos escolhidos com base na significância dos coeficientes de regressão, utilizando-se o teste t a 0,05 de probabilidade e o coeficiente de determinação. A análise estatística dos dados foi realizada utilizando-se o programa computacional SAEG, versão 8. As amplitudes de vibração de 22 e 33 mm e as freqüências de vibração de 18 a 20 Hz proporcionaram maior eficiência de derriça e menores tempos de derriça dos frutos de café. A derriça de frutos no estádio de maturação cereja e passas foi mais fácil de ser realizada. Os frutos no estádio de maturação passas/secos demandaram menos tempo para serem derriçados que os verdes e cerejas. A posição dos frutos no ramo plagiotrópico não influenciou o tempo de derriça. Galhos mais longos dificultaram o processo de derriça.
Análise espacial da qualidade de bebida do café em duas safras consecutivas
(2007) Alves, Enrique Anastacio; Queiroz, Daniel Marçal de; Abrahão, Selma Alves; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Maciel, Bruno Ferreira; Embrapa - Café
É conhecido que a qualidade das culturas dentro de uma mesma área pode variar temporal e espacialmente com o solo, com as condições do ambiente e com a forma de condução das operações agrícolas. Foi desenvolvido um estudo com o objetivo de obter maiores informações a respeito da distribuição espacial da qualidade de bebida do café. O trabalho foi realizado nas safras de 2004 e 2005, no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa e na fazenda Braúna em Araponga, MG. Nessa propriedade cultivada com café (Coffea arabica L.), foram coletados frutos cereja em todos os talhões produtivos durante duas safras. Estas amostras foram despolpadas, secas e submetidas ao teste de qualidade de bebida. De posse desses dados (notas de qualidade de bebida) foram gerados mapas. Então, a partir desses mapas foi realizado o estudo da autocorrelação ou arranjo espacial da qualidade, por meio do coeficiente de autocorrelação espacial Índice de Moran. Conclui-se que existe na propriedade variabilidade espacial da qualidade de bebida e a mesma apresentou padrões semelhantes para as duas safras consecutivas em estudo. Houve diferença entre as regiões estudadas quanto à autocorrelação espacial e a maneira que a mesma se distribui, destacando-se uma região que, além de possuir distribuição aglomerada, apresentou tendência a produzir melhor qualidade de bebida do café.
Analysis of the coffee harvesting process using an electromagnetic shaker
(Editora da Universidade Estadual de Maringá - EDUEM, 2010-07) Santos, Fábio Lúcio; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Santos, Nerilson Terra
Harvesting is one of the most important operations in coffee production systems. This operation has a high cost and impact on the final quality of the product. To reduce production costs, producers are looking for ways to mechanize this operation. Harvesting machines generally detach fruits from the coffee plant by vibration and/or impact. The objective of this work was to study the effect of the amplitude and frequency of vibration on the efficiency of coffee fruit harvesting. Vibration tests of coffee branches were performed in a laboratory using an electromagnetic shaker. The tests were performed using amplitudes in the range of 3.75 to 7.50 mm and frequencies from 13.33 to 26.67 Hz. Coffee branches from two different varieties were used for evaluation, Catuaí Vermelho and Mundo Novo. It was verified that harvesting efficiency is directly related to the acceleration reached by the fruits during the harvesting process. The frequencies of 23.33 and 26.67 Hz and amplitudes of 6.25 and 7.50 mm resulted in the highest harvesting efficiency of ripe coffee cherries for both varieties. However, the harvesting efficiency for the Mundo Novo variety was higher than that of the Catuaí Vermelho variety at the studied frequency and amplitude ranges in this work.
Aprendizado profundo aplicado à quantificação da severidade de sintomas de doenças e pragas foliares
(Universidade Federal de Viçosa, 2020-07-24) Gonçalves, Juliano de Paula; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho
Os métodos propostos atualmente para a segmentação de imagens digitais superaram a exatidão e precisão do método visual na estimativa da severidade de doenças foliares. Entretanto, a combinação de fatores como exatidão, precisão, aplicabilidade em uma gama de condições e rapidez, faz com que as estimativas visuais continuem sendo o método mais usado, tanto em ambiente controlado, como em campo. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar o aprendizado profundo, mais especificamente, as redes neurais convolucionais (CNNs) na segmentação semântica de imagens digitais para estimativa de severidade de doenças e pragas foliares; e (2) investigar os fatores que afetam os desempenhos dos modelos de CNNs na segmentação semântica de imagens digitais. O conjunto de dados de imagem deste estudo reuniu 766 imagens compostas por uma única folha com sintomas cloróticos e necróticos causados por duas doenças fúngicas (ferrugem da soja e mancha bronzeada do trigo) e um inseto-praga (bicho-mineiro do café). As imagens foliares com sintomas de ferrugem da soja e mancha bronzeada do trigo foram capturadas em laboratório, com a iluminação homogênea e o plano de fundo padronizado. Diferentemente, as imagens foliares com sintomas do inseto- praga bicho-mineiro do café foram capturadas em condição de campo, com iluminação irregular e fundo complexo. Três classes semântica foram anotadas manualmente em cada imagem: fundo da imagem, área foliar saudável e área foliar lesionada. Os fatores investigados que poderiam afetar o desempenho dos modelos de CNN foram: plano de fundo da imagem, aumento de dados, resolução da imagem, backbone, número de dobras K na validação cruzada k-fold, algoritmo de otimização e aprendizado por transferência. O modelo de Rede de Pirâmides Características (FPN) tendeu a apresentar o melhor desempenho na segmentação do conjunto de imagens de teste, atingindo uma Interseção-sobre-União (IoU) de 98,9% para o fundo da imagem, 94,1% para área foliar saudável e 79,4% para a área lesionada. Quando previsões em nível de pixel foram usadas para calcular a severidade das folhas, o modelo FPN superou o software Assess, referência para os fitopatologistas, em todas as doenças e pragas analisadas, com coeficientes de concordância de 0,97, 0,98 e 0,98 para ferrugem da soja, mancha bronzeada do trigo e bicho-mineiro do café, respectivamente. Apresentando um método totalmente automático de segmentação, o tempo de inferência e estimativa da severidade dos modelos de CNNs não ultrapassou os 6s, tempo aproximadamente 20 vezes menor que o obtido pelo usuário no modo manual de segmentação do Assess. Os experimentos computacionais mostraram que os fatores analisados tenderam a impactar o desempenho do modelo FPN na segmentação semântica de imagens foliares. Os resultados se mostraram promissores, principalmente pela capacidade dos modelos de segmentar imagens em condições desafiadoras de iluminação e fundo complexo de forma precisa e automática. Palavras-chave: Redes neurais convolucionais. Segmentação semântica. Processamento de imagens.
Avaliação de uma abanadora mecânica de frutos de café
(2003) Souza, Cristiano Marcio Alves de; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Teixeira, Mauri Martins; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A abanação manual, realizada geralmente na lavoura, é uma etapa da colheita de café e é um trabalho árduo e desgastante para o trabalhador, visto que requer resistência física e habilidade para sua execução, além de ser prejudicial a saúde, devido à contaminação do ar gerada no processo. Porém, a separação dos frutos de café das impurezas, decorrentes da colheita por derriça no chão ou no pano é indispensável para obtenção de um produto final de melhor qualidade. Além da eliminação de impurezas que normalmente acompanham os frutos após a colheita, tais como, terra, torrões, pedras, galhos e folhas, a abanação evita, também, problemas nas operações de secagem e beneficiamento, diminuindo, assim, o desgaste dos equipamentos envolvidos no processo. Para utilização em lavouras de regiões montanhosas, há necessidade de se desenvolver máquinas mais compactas, que demandam menor potência, e que apresente eficiência de abanação capaz de promover maior redução de mão-de-obra. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de uma abanadora de frutos de café, visando sua utilização em cafeicultura de montanha. A abanadora foi desenvolvida no LMA/ DEA/UFV e os testes de campo realizados em fazendas localizadas na Região do Município de Viçosa, MG. A estrutura da abanadora desenvolvida foi constituída de armação de aço carbono, tipo metalon 50x50 mm, de um conjunto de duas peneiras vibradoras e de um ventilador, acionados por motor elétrico de 1,47 kW de potência, de uma moega e de um duto de saída de ar e impurezas. A máquina apresentava 2000 mm de comprimento, 500 mm de largura e 1800 mm de altura total. A inclinação das peneiras foi de 4º. A peneira superior apresentava furos de 22 mm e a inferior de 6 mm. Na configuração da máquina, o ventilador foi localizado na estrutura de forma que houvesse fluxo de ar na parte inferior da moega, visando a retirada das folhas e impurezas leves. Os frutos de café e impurezas mais pesados eram separados pelas peneiras vibradoras. Os frutos do cafeeiro foram obtidos de derriça manual, sendo que cada teste foi conduzido com amostras de aproximadamente 30 kg. As amostras eram constituídas por 65,3 ± 12,5% de frutos de café no estádio de maturação cereja. A porcentagem de impurezas nas amostras foram de 16,6 ± 2,8%. Foram realizados ensaios com três amplitudes de oscilação das peneiras (10, 20 e 30 mm), sendo que em cada amplitude foram testadas duas aberturas da entrada de ar do ventilador (72 e 82 mm). A frequência de oscilação das peneiras foi mantida em 350 ± 10 rpm. Montou-se um experimento no esquema de parcelas subdivididas, em que as parcelas constituíam as amplitudes, enquanto a subparcela constituiu a abertura da entrada de ar do ventilador, segundo o delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Os dados de capacidade e eficiência de separação e potência exigida pela abanadora foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas utilizando-se o teste Tukey, a 0,05 de probabilidade. A análise estatística dos dados foi realizada utilizando-se o programa computacional SAEG, versão 8. Os melhores resultados de desempenho da abanadora foram observados quando se utilizou amplitude de 20 mm e abertura da entrada do ventilador de 72 mm. A máquina apresentou capacidade de separação na faixa de 671,1 a 1911,1 kg h -1 . A eficiência de separação foi superior a 98,5%, independentemente da amplitude de vibração das peneiras e do fluxo de ar do ventilador. A potência exigida pela abanadora ficou na faixa de 0,80 a 1,20 kW, sendo que nas maiores capacidades de separação foram observados valores na faixa de 0,80 a 0,84 kW.
Avaliação do efeito da frequência e amplitude de vibração sobre a eficiência de derriça dos frutos do cafeeiro
(2007) Santos, Fábio Lúcio; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Santos, Nerilson Terra; Embrapa - Café
A colheita é uma das operações mais importantes nos sistemas de produção de café devido ao seu elevado custo e ao impacto que tem na qualidade do produto final. Para reduzir os custos de produção, tem-se buscado formas de mecanizar essa operação. As máquinas de colheita de café geralmente derriçam os frutos por meio de vibração mecânica e impacto. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se estudar o efeito da amplitude e freqüência de vibração sobre a eficiência de derriça dos frutos de café. Para isso, ensaios usando uma máquina vibradora eletromagnética foram realizados em laboratório. Foram testadas amplitudes na faixa de 7,50 a 15,00 mm e freqüências na faixa de 13,33 a 26,67 Hz. Os testes foram conduzidos utilizando-se ramos das variedades Catuaí Vermelho e Mundo Novo. A partir da análise dos resultados verificou-se que a eficiência de derriça dos frutos está diretamente relacionada à aceleração imposta aos frutos durante o procedimento de derriça. As freqüências entre 23,33 e 26,67Hz e amplitudes variando entre 12,5 e 15,00 mm proporcionaram uma maior eficiência de derriça dos frutos cereja para ambas as variedades estudadas. A eficiência de derriça por vibração na variedade Mundo Novo foi superior à da variedade Catuaí Vermelho para os intervalos de freqüência e amplitudes avaliados.
Characterization and delimitation of the terroir coffee in plantations in the municipal district of Araponga, Minas Gerais, Brazil
(Universidade Federal do Ceará, 2014-01) Silva, Samuel de Assis; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Santos, Nerilson Terra
Differentiating coffees through the notion of terroirs allows us to determine potential areas for specialty coffee production and to characterize the type of coffee in these areas, exploring their potential. The objective of this work was to study spatial variability quality and to characterize and delimit terroirs in coffee crop production in Araponga municipality, Minas Gerais State, Brazil, using sensorial evaluation. The data were collected from four crops, from altitudes ranging from 770 to 1270 m, with the extract increasing from low to high. In each plot of crops, samples of cherry fruits were collected, dried, benefited, subjected to sensorial analysis and given grades ranging from 0 to 100 points for the global drink quality and relative characteristics of honey, body, acidity, flavor and equilibrium. The spatial variability of the quality was analyzed using the Moran Index. To define coffee production terroirs, average quality grades were compared through separation tests and the individual values of the plots were subjected to an analysis of groupings. The study was efficient in identifying terroirs for mountain coffee culture, therefore allowing coffees to be differentiated as a function of their production locations. Araponga has more than one coffee production terroir characterized by two distinct altitude extracts.
Definition of management zones in coffee production fields based on apparent soil electrical conductivity
(Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", 2012-05) Valente, Domingos Sárvio Magalhães; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Santos, Nerilson Terra; Santos, Fábio Lúcio
Fertilizer application at variable rates requires dense sampling to determine the resulting field spatial variability. Defining management zones is a technique that facilitates the variable-rate application of agricultural inputs. The apparent electrical conductivity of the soil is an important factor in explaining the variability of soil physical-chemical properties. Thus, the objective of this study was to define management zones for coffee (Coffea Arabica L.) production fields based on spatial variability of the apparent electrical conductivity of the soil. The resistiv- ity method was used to measure the apparent soil electrical conductivity. Soil samples were collected to measure the chemical and physical soil properties. The maps of spatial variability were generated using ordinary kriging method. The fuzzy k-means algorithm was used to delimit the management zones. To analyze the agreement between the management zones and the soil properties, the kappa coefficients were calculated. The best results were obtained for the management zones defined using the apparent electrical conductivity of the soil and the digital elevation model. In this case, the kappa coefficient was 0.45 for potassium, which is an element that is associated with quality coffee. The other variable that had a high kappa coefficient was remaining phosphorous; the coefficient obtained was 0.49. The remaining phosphorus is an important parameter for determining which fertilizers and soil types to study.
Detachment efficiency of fruits from coffee plants subjected to mechanical vibrations
(Escola de Agronomia - UFG, 2015) Coelho, Andre Luiz de Freitas; Santos, Fábio Lúcio; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Queiroz, Daniel Marçal de
O desenvolvimento de máquinas eficientes para a colheita mecanizada do cafeeiro exige a utilização de parâmetros vibracionais adequados. Assim, para um menor desprendimento de frutos verdes, repasse, quebra de galhos e desfolha, devem ser utilizados magnitudes de frequência, amplitude e tempo de vibração adequados. Objetivou-se analisar a eficiência de derriça de frutos de cafeeiro, em função de parâmetros vibracionais e estádio de maturação. Cachos de frutos foram amostrados nos estádios de maturação verde e cereja e submetidos à vibração, utilizando-se um sistema composto por um gerador de sinais, um amplificador e uma máquina vibratória eletromagnética. Os ensaios foram realizados combinando-se diferentes frequências (16,4 Hz; 20,3 Hz; 24 Hz; 25,6 Hz; 30,0 Hz; e 33,0 Hz), amplitudes (5,0 mm; 7,0 mm; e 9,0 mm) e tempos de vibração (10,0 s e 20,0 s). Os tempos de vibração empregados não influenciaram na eficiência de derriça. Houve tendência de a eficiência de derriça dos frutos cerejas ser superior à dos frutos verdes. A eficiência de derriça aumentou à medida que se aumentou a frequência e a amplitude de vibração.
Dynamic behavior of the coffee fruit-stem-branch system using stochastic finite element method
(Editora UFLA, 2016-01) Coelho, Andre Luiz de Freitas; Santos, Fábio Lúcio; Queiroz, Daniel Marçal de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho
The development of an efficient machine for harvesting coffee requires comprehensive knowledge of the dynamic behavior of the plant and its parts. The finite element method is a numerical approach used to determine natural frequencies and mode shapes. However, the stochastic finite element method has not been employed for the analysis of the dynamic behavior of coffee. The aim is to determine the natural frequencies and mode shapes for the coffee fruit-stem-branch system. The natural frequencies and the mode shapes were determined by employing the stochastic finite element method, in which the elastic modulus and the specific mass were treated as random variables, and the variation in the natural frequency was obtained as a function of the variability of these properties. The natural frequencies were reduced according to the evolution of the ripening process of the fruit and stem or due to the increase in the total weight of the system due to an increase in the number of fruits attached to the stem. The natural frequencies increased with an increase in the elastic modulus or with a reduction in the specific mass.
Identificação de áreas cultivadas com café por meio de descritores texturais
(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-19) Silveira, Lucas Silva da; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho
A importância da cafeicultura para o Brasil é notória, em especial para o estado de Minas Gerais que é o estado brasileiro responsável pela maior parte da produção nacional. Nas regiões sul e da zona da mata onde estão concentradas a maior parte da lavoura no estado de Minas Gerias, há a predominância de pequenas propriedades e o cultivo é feito em região de montanha o que acaba dificultando o mapeamento por métodos automatizados. A aplicação de Redes Neurais Artificiais (RNAs) tendo como variáveis de entrada os descritores de Haralick tem se mostrado uma abordagem promissora na discriminação de classes de maior complexidade. Neste contexto objetivou-se desenvolver um sistema para identificar áreas cultivadas com café utilizando RNAs tendo como variáveis de entrada os descritores de Haralick. A área de estudo está localizada no município de Araponga, onde foram selecionados 59 talhões com plantios de café, sendo levantados dados relativos à idade e data de recepa. O software utilizado para o processamento e classificação da imagem foi o MATLAB, e para avaliar o desempenho da classificação foi o Arcgis. A metodologia para o desenvolvimento da RNA consistiu em duas etapas: na primeira a RNA foi treinada com amostras representativas de cada classe de interesse (café, mata, água, solo exposto e pastagem e área urbana), verificando assim o potencial em discriminar entre as classes de saída; na segunda etapa o objetivo foi classificar as plantações de café de acordo com a idade e com a data de recepa. Utilizou-se o índice Kappa para avaliar o desempenho da RNA, uma vez que o uso desse coeficiente é satisfatório na avaliação da precisão de uma classe temática. O índice Kappa para discriminar a região cafeeira das outras classes temáticas foi de 65,18%, o que pode ser considerado um índice bom. Para classificar os plantios de café em função da idade e data de recepa o índice Kappa foi variável (0,675 a 0,4783), sendo considerado muito bom para a fazenda Itatiaia e razoável para a fazenda Pedra Redonda.
Mapeamento da variabilidade espacial da produção na cafeicultura de montanha
(Universidade Federal de Viçosa, 2003) Oliveira, Alisson Sanguinetti Cruz de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Universidade Federal de Viçosa
Propôs-se uma metodologia para mapear variabilidade espacial da maturação dos frutos, produtividade e qualidade de café de montanha durante a safra 2002/3 em uma propriedade cafeeira no Município de Viçosa, Estado de Minas Gerais, Brasil. Nesta propriedade cultiva-se Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho, linhagem IAC H2077-2-5-44, e predomina relevo montanhoso. Dividiu-se a metodologia em três etapas principais: anterior à colheita, de colheita e após a colheita. Na etapa anterior à colheita, georreferenciaram-se, codificaram-se e rotularam-se cafeeiros em um talhão de cerca de um hectare. Na etapa de colheita, dividida em catação e colheita final conforme cronograma da propriedade, pesaram-se e amostraram-se todas as medidas colhidas no talhão, 129 na catação e 339 na colheita final. Na etapa após a colheita dividiu-se cada amostra conforme estádio de maturação, pesaram-se esses frutos e determinaram-se umidades médias diárias desses frutos. Os cafés cereja de cada amostra da catação foram secos, beneficiados e classificados. Mapearam-se, com interpolação pelo método do Inverso do Quadrado da Distância, a maturação dos frutos, produtividade e qualidade dos grãos e da bebida. A partir dos resultados e análises dos mapas, obteve-se a variabilidade espacial da umidade dos tipos de fruto, maturação, produtividade e qualidade do café. A maturação dos tipos de fruto variou durante a colheita, sendo que suas umidades reduziram-se progressivamente ao longo da safra e apresentaram valores médios distintos para cada estádio de maturação. Na catação, a produtividade do café em coco, corrigido para 11% b.u., variou de 842,33 a 8.126,87 kg/ha, com coeficiente de variação de 19,86%; e, na colheita final, de 948,82 a 16.269,20 kg/ha, com coeficiente de variação de 27,36%. A produtividade total variou de 3.431,66 a 18.662,90 kg/ha, com coeficiente de variação de 19,46%. Quanto à qualidade, tenderam a variar o tipo e a descrição peneira dos grãos, e alguns componentes da descrição bebida. Classificaram-se as amostras em tipo 5, 5/6 (65,89% das amostras) ou 6. A descrição peneira dos grãos variou entre 19, 18, 17, 16, 14, Moca e Fundo. Houve variações nos componentes da bebida (aroma, sabor, acidez e corpo), mas todas as amostras foram classificadas como de bebida Estritamente Mole. A metodologia proposta permitiu mapear a variabilidade da produtividade, porém, a dificuldade da definição da área de influência de cada saco colhido resultou em valores de produtividade irreais em alguns pontos, demandando futuros estudos na definição dessa área e, ou, em metodologias de filtragem dos dados.
Modeling of coffee ripeness and beverage quality using proximal and remote sensing
(Universidade Federal de Viçosa, 2022-06-09) Martins, Rodrigo Nogueira; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Valente, Domingos Sárvio Magalhães; Queiroz, Daniel Marçal de
Coffee is one of the most valuable agricultural commodities, whose price setting and export potential are defined according to its beverage quality. In turn, the beverage quality results from the interaction of different factors from the fruit ripeness degree at harvest to the post-harvest practices. Traditionally, the fruit ripeness is evaluated through manual samplings in the field, whereas the beverage quality is assessed trough sensory analysis by trained tasters. These methods are time-consuming, not representative of the entire production area, and in the case of beverage quality assessment, they are subjective due to the personal influence of the taster. On the other hand, the advent of aerial remote sensing through the Unmanned Aerial Vehicles (UAV), as well as spectroscopy associated with chemometrics and statistical modeling techniques, are presented as a fast and accurate approach for monitoring the spatio-temporal variability of the fruit ripeness and predicting beverage quality. In this sense, the general objective of this thesis, structured in the form of chapters, including the introduction and general conclusions, consisted of modeling the fruit ripeness and beverage quality of Arabica coffee using proximal and remote sensing. In the second chapter, a vegetation index (VI) for monitoring the coffee ripeness using aerial images was developed. For doing that, an experiment was set up in five Arabica coffee fields in Paula Cândido, Minas Gerais state, Brazil. During the coffee ripeness stage in the 2018-2019 season, four flights were carried out to acquire spectral information on the crop canopy using two UAVs, one equipped with a five- band multispectral camera (RGB, RedEdge, and NIR) and another with an RGB camera. For validation purposes, manual counts of the percentage of unripe fruits were performed using irregular sampling grids on each data collection. After image processing, the coffee ripeness index (CRI) and five other VIs (MCARI1, NDVI, NDRE, GNDVI, and GRRI) were obtained. The CRI was developed by combining reflectance from the red band and from a ground-based red target placed on the study area. In general, the CRI showed a higher sensitivity to discriminate between coffee plants ready for harvest from not-ready for harvest regarding the fruit ripeness. Furthermore, the highest R 2 and lowest RMSE values for estimating the coffee ripeness were also presented by the CRI (R 2 : 0.70; 12.42%), whereas the other VIs showed R 2 and RMSE values ranging from 0.22 to 0.67 and from 13.28 to 16.50%, respectively. In the third chapter, two models for the prediction of fruit ripeness using spectral and textural variables were developed and the best variables for the development of spatio-temporal variability maps of fruit ripeness were determined. For that, the fruit ripeness data obtained from six coffee fields (including those described in the second chapter) in the 2018-2019 and 2020-2021 seasons and aerial images of seven flights performed in both seasons were used for data modeling. Through the images, 12 spectral and 64 textural variables composed of bands and VIs were obtained. The performance of the Random Forest algorithm using spectral and textural variables (R²: 0.71 and RMSE: 11.47%) was higher than the model based solely on spectral variables (R²: 0.67 and RMSE: 12.09%). Finally, in both scenarios, the most important variables in the prediction models were the VIs CRI and MCARI1 and the red and NIR bands. Lastly, in the fourth chapter, a method was developed for predicting the coffee beverage quality based on NIR spectroscopy of coffee samples, as well as for classifying the beverage final quality using different variables obtained from the UAV images. Initially, an experiment was set up in the 2020-2021 season in seven coffee fields in the municipalities of Paula Cândido and Araponga. During the harvesting, 13 flights were performed using a UAV equipped with an RGB camera. Then, different spectral, climatic, and terrain variables were obtained from the orthomosaics. For validation purposes, the harvested coffee was processed and subjected to sensory analysis. Next, NIR spectra (1000- 2450 nm) were obtained from 180 samples of roasted and ground coffee. The prediction of the beverage quality attributes based on the NIR spectra was performed using Partial Least Squares (PLS) regression and the combination of PLS with the variable selection algorithm (OPS – Ordered Predictors Selection). Overall, the best predictions were obtained for the aftertaste, overall perception, body, and balance quality attributes using the PLS-OPS models, whose coefficient of correlation (r P ) and the root-mean-square-error of the prediction (RMSE P ) ranged from 0.78 to 0.82 and from 0.15 to 0.13, respectively. In the second analysis, the variables extracted from the UAV images were used as input for developing classification models for the beverage final quality. The results were not satisfactory. Thus, the use of UAV images for beverage quality assessment still needs to be further explored in future studies. Keywords: Digital agriculture. UAV. Coffee fruit ripeness. Sensory analysis. NIR spectroscopy.
Monitoramento da maturação do café usando imagens aéreas multiespectrais
(Universidade Federal de Viçosa, 2020-02-10) Rosas, Jorge Tadeu Fim; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Villar, Flora Maria de Melo; Queiroz, Daniel Marçal de
A preocupação dos produtores de café na atualidade não se limita apenas a produtividade das lavouras, pois fatores que visam agregar valor ao produto final também estão sendo levados em consideração dentro do sistema de produção da cultura. O café é um dos poucos produtos agrícolas que tem seu valor acrescido significativamente com a melhoria da qualidade dos frutos. Dentre os diversos fatores que afetam a qualidade do café o estágio de maturação dos frutos tem sido o mais importante, dessa forma, a colheita dos frutos completamente maduros é essencial para se obter cafés com qualidade superior. Por tanto, em sistemas em que se visa a produção de cafés especiais, monitorar a maturação dos frutos de café nas plantas se torna indispensável. Atualmente, metodologias para o monitoramento da maturação dos frutos de café no campo ainda são escassas. O monitoramento da maturação é feito de forma destrutiva com colheitas de algumas plantas no talhão, que, muitas vezes não é representativo. Uma alternativa seria o uso de sensores remotos a bordo de aeronaves remotamente pilotadas (ARPs). As ARPs têm ganhado destaque nos últimos anos, pois, permitem a aquisição de imagens com elevada resolução espacial e resolução temporal ajustável as necessidades do usuário. No entanto, para a aquisição de informações espectrais confiáveis, questões como a calibração radiométrica das imagens devem ser tratadas com muita atenção. O método de calibração mais usado para imagens obtidas por ARPs é o método da linha empírica, este método usa alvos de reflectância conhecidas para ajustar modelos de calibração e assim transformar o número digital da imagem em reflectância. Contudo, um dos empasses para este método é o elevado custo dos alvos de reflectância comerciais. Neste caso, a alternativa seria a construção de alvos a partir de materiais alternativos. Dessa forma, esse trabalho teve como objetivos: (1) avaliar o uso de materiais de baixo custo e de fácil acesso para calibração de imagens multiespectrais obtidas por sensores acoplados a ARPs visando monitorar pequenas lavouras de café na região da Zona da Mata Mineira; (2) avaliar o potencial de um sensor multiespectral de baixo custo, montado em uma ARP, para monitorar o processo de maturação dos frutos de cafeeiro, em lavouras cultivadas na região montanhosa da Zona da Mata Mineira. Para atender o primeiro objetivo foram testados quatro diferentes materiais alternativos para a confecção dos alvos: madeira compensada pintados com tinta fosca; napa sintética cujo material base de construção é Polyvinyl chloride (PVC); Ethylene Vinyl Acetate (EVA) e painéis de lona de PVC. Foi determinada a vida útil de cada um dos materiais, assim como, o erro associado à calibração radiométrica. Em seguida, mapas de índices de vegetação de um talhão cultivado com café foram gerados com a finalidade de avaliar a diferença gerada pelo uso dos quatro materiais na confecção dos painéis de calibração. Os painéis feitos de madeira pintados com tinta fosca e os de madeira revestidos com napa, foram os que apresentaram menores erros no processo de calibração radiométrica, já os painéis de madeira revestido com lona de PVC foram os que resultaram em erros mais elevados de calibração. Os painéis construídos com EVA apresentaram baixa resistência ao uso, visto que sua vida útil foi inferior aos demais, já a madeira pintada foi o material mais resistente sendo assim o mais indicado para uso na calibração radiométrica de imagens multiespectrais. Já para atender o segundo objetivo, um experimento foi montado e cinco talhões distintos cultivados em café arábica foram avaliados. Durante o período de maturação do café quatro voos foram realizados para adquirir informações espectrais do dossel da cultura. Neste trabalho a câmera multiespectral Mapir Survey3W foi usada para adquirir imagens multiespectrais. Após a aquisição das imagens oito índices de vegetação foram calculados. A análise de componentes principais foi utilizada para inferir sobre a importância dos índices para monitorar a maturação do café. As imagens multiespectrais obtidas pelo sensor de baixo custo foram capazes de registrar as mudanças espectrais ocorridas nas plantas de café com o avanço da maturação na maioria dos talhões estudados, no entanto, observou-se que a produtividade e o volume de copa das plantas de café influenciaram no monitoramento da maturação do café. Palavras-chave: Sensoriamento remoto. Câmeras fotográficas. Cafeicultores.
Potencial de utilização de técnicas de sensoriamento remoto de alta resolução para cafeicultura de precisão em montanha
(2003) Sena, Darly Geraldo de; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Queiroz, Daniel Marçal de; Khoury, Joseph K.; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Com o desenvolvimento tecnológico nas áreas de eletrônica, computação e sistemas inteligentes, o setor agrícola antevê a possibilidade da otimização do uso de insumos, com uso adequado ao potencial produtivo de parcelas ou de talhões. Este é objetivo da Agricultura de Precisão (AP) onde, muitas vezes, a tomada de decisão a respeito das práticas ocorre com base na análise espacial e temporal de mapas de produtividade, de fertilidade do solo, de distribuição de pragas, doenças ou plantas daninhas entre outros. A elaboração dos mapas de produtividade com base em sensores a bordo de colhedoras de grãos já está comercialmente disponível. Para a cultura do café trabalhos vêm sendo desenvolvidos, entretanto a variabilidade da umidade dos frutos no momento da colheita dificulta o desenvolvimento destes sistemas. Na cafeicultura de montanha, devido à dificuldade de mecanização, o desafio para elaboração dos mapas de produtividade é ainda maior. Para algumas culturas anuais, trabalhos já demonstraram a possibilidade da previsão da produção e sua variabilidade, além da identificação de outros fatores tais como pragas, doenças, status nutricional e plantas daninhas, utilizando-se imagens obtidas durante o ciclo da cultura. Este trabalho está inserido no projeto denominado "Desenvolvimento de Técnicas de Agricultura de Precisão para Cafeicultura de Montanha" financiado pela FAPEMIG e que, entre outras técnicas, pretende explorar o uso do sensoriamento remoto para AP nestas condições. O objetivo deste trabalho é apresentar resultados preliminares que demonstram o potencial do uso de imagens digitais de alta resolução obtidas a bordo de aeronave, para identificar diferentes padrões nas imagens da cultura cafeeira. Neste trabalho foram utilizadas imagens infravermelho falsa cor de talhões de café de uma propriedade no município de Viçosa, MG com relevo montanhoso quais foram obtidas a bordo de uma aeronave a 1000 m de altura, utilizando uma câmera digital Duncantech MS 3100 equipada com uma lente de 17mm de comprimento focal. As imagens apresentavam dimensão de 1039 (V) por 1392 (H) pixels, o que representava uma resolução de, aproximadamente, 25cm por pixel. Utilizou-se o programa computacional MATLAB para o processamento de imagens. Foram selecionados blocos de 50x50 pixels (aproximadamente 31m 2 ) de 4 classes: cafezal em formação (3 anos); cafezal em formação com plantas daninhas nas entrelinhas; cafezal em produção (6 anos) e cafezal em produção com plantas daninhas nas entrelinhas. Os blocos foram processados utilizando-se o índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI), que utiliza as bandas do infravermelho e vermelho da imagem. Dos blocos processados foram extraídas as 13 características utilizadas para classificação: média e desvio padrão dos valores numéricos dos pixels; quatro parâmetros das matrizes de co-ocorrência dos valores dos pixels (entropia, momento angular, valor médio e momento da diferença inversa); e os percentis 2, 10, 30, 50, 70, 90 e 98 dos histogramas dos blocos processados. Foi realizada a análise multivariada com os vetores de características representando cada classe. A análise dos escores das três primeiras canônicas (Ã 2 = 1) pelo teste T 2 de Hotelling mostrou que os vetores de médias das classes diferiram entre si ao nível de 1% de probabilidade. Este resultado indica que as características selecionadas têm potencial para discriminar as classes utilizadas neste trabalho. Tratam-se de resultados preliminares, onde foram utilizados poucos blocos de apenas quatro classes, mas que demonstram o potencial do uso do sensoriamento remoto de alta resolução para identificar padrões da lavoura cafeeira. Acredita-se que os padrões utilizados neste trabalho (idade e a presença de plantas daninhas) associados a outros (stand, espaçamento e vigor vegetativo, por exemplo) podem ser identificados nas imagens e utilizados na cafeicultura de precisão. Estes padrões podem permitir a identificação da variabilidade dentre ou entre talhões, estimar a produtividade e ajudar a explicar a sua variabilidade, além de auxiliar a tomada de decisão quanto às práticas agrícolas e a estratificação das amostragens de solo e tecido vegetal em zonas homogêneas.
Projeto de um secador de fluxos contracorrentes/concorrentes e análise de seu desempenho na secagem de café (Coffea arabica L.)
(Universidade Federal de Viçosa, 1993) Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Silva, Juarez de Sousa e; Universidade Federal de Viçosa
Com a finalidade de introduzir a utilização de dois sistemas de secagem em um único secador e reduzir o uso de energia na secagem de café, foi projetado, construído e avaliado um protótipo de secador intermitente de fluxos contracorrentes / concorrentes, destinado à secagem de café. Para auxiliar na avaliação do secador, foi implementado um programa computacional para simular o processo de secagem, com base no modelo proposto por THOMPSON et alii (1968). O café foi previamente seco até o estádio de meia seca (30% bu) em terreiro ou secador de leito fixo. A complementação da secagem foi executada com o protótipo de secador desenvolvido, utilizando-se temperaturas de secagem de 100 e 120oC, vazão de ar de, aproximadamente, 46 m3 . min-1 e velocidade do produto de 0,024 m.min-1. As diferenças entre os resultados experimentais e os simulados pelo programa foram consideradas dentro dos limites aceitáveis e o programa foi validado; o que permitiu a obtenção dos seguintes resultados para redução do teor de umidade de 30 para 12% bu: consumo específico de energia de 6.068, 5.657 e 5.685 kJ, por kg de água evaporada; capacidade de secagem de 200, 287 e 358 kg de café úmido por hora e tempos de secagem de 22,5, 15,7 e 12,6 h, para as temperaturas de secagem de 80, 100 e 120oC, respectivamente. Considerando a pequena diferença entre os consumos específicos de energia para as temperaturas estudadas, recomenda-se a utilização da temperatura de secagem de 80oC para a operação do secador.
Projeto, construção e avaliação de um secador de fluxos (concorrentes/contracorrentes) para secagem de café
(2001) Silva, Juarez de Sousa e; Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Machado, Marise Cotta; Melo, Evandro de Castro; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Com a finalidade de introduzir a utilização de dois sistemas de secagem em um único secador e reduzir o uso de energia na secagem de café, foram projetados, construídos e avaliados dois protótipos de secador intermitente de fluxos contracorrentes/concorrentes, destinados à secagem de café. A fim de auxiliar na avaliação do sistema, foi implementado um programa computacional para simular o processo de secagem, com base no modelo proposto por THOMPSON et al. (1968). Para o protótipo 1 (instalado em Araponga - MG), o café cereja foi previamente seco até o estádio de meia seca (30% b.u.) em terreiro; para o protótipo 2 (protótipo 1 modificado e instalado em Ponte-Nova - MG) utilizou-se café despolpado, também com pré-secagem em terreiro. A complementação da secagem foi executada com o protótipo 1, utilizando-se temperaturas de secagem de 80, 100 e 120 o C, vazão de ar de, aproximadamente, 46 m.3 min -1 e velocidade do produto de 0,024 m.min -1 . Para o protótipo 2, com café despolpado, a temperatura de secagem foi de 75 o C. As diferenças entre os resultados experimentais (protótipo 1) e os simulados pelo programa foram consideradas dentro dos limites aceitáveis e o programa foi validado, o que permitiu a obtenção dos seguintes resultados (simulados) para redução do teor de umidade de 30 para 12% b.u.: consumo específico de energia de 6.068, 5.657 e 5.685 kJ, por kg de água evaporada; capacidade de secagem de 200, 287 e 358 kg de café úmido por hora; e tempos de secagem de 22,5, 15,7 e 12,6 h, para as temperaturas de secagem de 80, 100 e 120 o C, respectivamente. Considerando a pequena diferença entre os consumos específicos de energia para as temperaturas estudadas com protótipo 1 e que o café a ser secado no protótipo 2 estava na forma despolpado, utilizou-se da temperatura de secagem de 75 o C, sendo ar aquecido por fornalha com aquecimento indireto. Os resultados experimentais para os teores de umidade inicial e final do produto com o protótipo 2 foram: 32 e 13 % b.u. (10,3 MJ.kg -1 ) para o teste 1; 42 e 14 % b.u.( 5,8 MJ.kg -1 ) para o teste 2 e 24; e 14% b.u.( 11,2 MJ.kg -1 ) para o teste 3. Apesar de não ter sido feita uma análise completa do café secado no protótipo 1, o produto, para todos os testes, apresentou bebida dura. Já para o protótipo 2, cuja secagem complementar ocorreu em silos, com ar natural, o café apresentou bebida dura e tipos 4/5, 5 e 4/5 para os testes 1, 2 e 3, respectivamente.
Rede neuronal artificial para determinação da umidade de frutos de café
(2003) Pinto, Francisco de Assis de Carvalho; Corrêa, Paulo César; Queiroz, Daniel Marçal de; Oliveira, Alisson Sanguinetti Cruz de; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A adoção do manejo a sítio específico das culturas agrícolas - Agricultura de Precisão - tem, geralmente, como ponto de partida para uma linha de procedimentos, a elaboração de um mapa de produtividade durante a colheita. Para a obtenção desse mapa, a determinação da umidade do produto é um parâmetro fundamental. Portanto, a adoção dessas práticas tem se limitado às culturas onde a determinação de umidade em tempo real é uma realidade tecnológica. No momento da colheita, os frutos do café apresentam desuniformidade de maturação e elevado teor de umidade. Porém, cada estádio de maturação dos frutos no momento da colheita tem uma cor bastante característica. Por causa disso, a informação espectral adquirida, por exemplo, em imagens dos frutos, podem ser utilizadas para caracterização da umidade dos frutos de café no momento da colheita. As técnicas de inteligência artificial como, por exemplo, as redes neuronais artificiais, têm sido utilizadas em conjunto com o processamento de imagens para automação da interpretação da cena. Dessa maneira, o objetivo do presente estudo foi o desenvolvimento e teste de uma rede neuronal artificial (RNA) para estimar a umidade dos frutos de café em imagens digitais. Os frutos de café (Coffea arabica L.) da variedade Catuaí Vermelho, foram colhidos manualmente, aleatoriamente, em diversas plantas, por três catadores que classificaram os frutos visualmente em: cereja, verde e passa. As amostras dos catadores originaram uma amostra composta para cada tipo de fruto. Cada amostra composta foi dividida em 10 sub-amostras cujas as imagens foram adquiridas por uma câmera de vídeo digital, Duncantech MS3100, e levadas à estufa, 103 ± 1° C por 72 horas, para determinação da umidade. O processamento das imagens coloridas se resumiu na geração de imagens monocromáticas que representasse ou as bandas R, G e B separadamente ou a razão entre duas bandas (R/G, R/B e G/B). A RNA era composta de cinco camadas: uma de entrada, três intermediárias e uma de saída. A camada de entrada era constituída pelo vetor com os valores dos pixels de um sub-bloco da imagem processada com 5x5 pixels. Foram testadas seis combinações diferentes de números de neurônios nas camadas intermediárias. A camada de saída era constituída por um neurônio que determinava a umidade dos frutos que estavam representados no vetor de entrada. Foi desenvolvida uma rede para cada tipo de imagem processada que foram treinadas pela técnica da retro-propagação do erro. Foram retirados 10 sub-blocos, aleatoriamente, para cada imagem representando estádios de maturação diferentes de fruto de café, totalizando 300 sub-blocos (3 estádios x 10 sub-amostras x 10 sub-blocos). A rede foi treinada com 200 vetores retirados, aleatoriamente, desses sub-blocos e os restantes 100 vetores foram utilizados para testar a RNA treinada. A rede 100x100x100 apresentou o menor erro médio quadrado de 2,75 com as amostras de teste quando utilizou as imagens processadas pela razão entre a banda vermelha e verde (índice R/G), apresentando um valor, equivalendo a erro médio de 1,66% de teor de umidade em base úmida. Este valor foi considerado satisfatório, pois é semelhante ao erro apresentado pelos determinadores de umidade convencionais. Quando se utilizou apenas uma banda (R, G ou B), o treinamento foi interrompido por atingir o gradiente mínimo na curva de erro dos parâmetros livres da rede, isto indica uma dificuldade da arquitetura da rede testada de "aprender" o problema apenas com uma banda espectral.