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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 produtividade na cafeicultura de montanha com uso de técnicas de sensoriamento remoto.
(Universidade Federal de Viçosa, 2005) Campos, Diogo Santos; Queiroz, Daniel Marçal de; Universidade Federal de Viçosa
A adoção da agricultura de precisão tem, como ponto de partida, uma linha de procedimentos, que geralmente começam com a elaboração de um mapa de produtividade durante a colheita. Para a cultura de alguns grãos, como o milho e a soja, já existem dispositivos disponíveis no mercado, que acoplados às colhedoras combinadas, geram esses mapas de produtividade. No caso de culturas perenes, os sistemas de mapeamento de produtividade estão menos desenvolvidos devido à menor utilização da colheita mecanizada. Grande parte da colheita do café no Brasil é, ainda, feita manualmente. Nas áreas de produção de café de montanha, como é o caso da Zona da Mata, é difícil obter o mapeamento da produtividade uma vez que não se utilizam colhedoras automotrizes. Assim para o mapeamento da variabilidade da produtividade do café de montanha, há necessidade da geração de tecnologias específicas. O objetivo principal deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial da produtividade na cafeicultura de montanha, por meio de técnicas desensoriamento remoto. Foram selecionadas seis áreas para implantação das parcelas experimentais, sendo que, dentro de cada área, as plantas possuíam mesma idade, variedade e espaçamento. Três subáreas foram instaladas no campo, dentro de cada área, por meio de estacas de madeira georreferenciadas com uso de um GPS diferencial Trimble Pro XRS. Foi obtida a produtividade corrigida para a umidade padrão de 12% de cada subárea. As imagens aéreas foram obtidas a 2.000 metros de altura, nos dias nove de setembro e 27 de novembro de 2003. Identificadas nas imagens georreferenciadas, as subáreas foram recortadas e processadas, usando-se os índices espectrais Vdn, Vmn, IVn, RVm, RVd, NDVI, GNDVI e SAVI. Para efeito de análises estatísticas, foi utilizado um delineamento inteiramente casualizado, em que as diferentes áreas foram consideradas como um fator primário designado às parcelas e as diferentes avaliações mensais (épocas de tomadas de imagens) como sendo um fator secundário designado às subparcelas, caracterizando, assim, um experimento em parcelas subdivididas no tempo. Foram realizadas análises de variância para cada índice espectral, nas diferentes épocas de tomada de imagens. Selecionaram-se os índices, que resultaram em teste F não-significativo para interação e significativo para área e época. Para cada uma das duas épocas, foram ajustados modelos lineares de regressão de primeiro e segundo grau da produtividade, pelo método dos mínimos quadrados, em função dos valores do índice selecionado. O modelo selecionado foi de segundo grau referente ao índice banda verde normalizada (Vdn) para o conjunto de imagens obtidas no dia nove de setembro de 2003, que apresentou significância de 7,91% na análise de variância da regressão. O modelo e as imagens, adquiridas no dia nove de setembro de 2003, foram utilizados na geração de mapas de produtividade estimada com uso do programa MATLAB. Nas condições em que o trabalho foi realizado, concluiu- se que, entre os índices espectrais avaliados, apenas o índice Vdn em imagens aéreas falsa-cor satisfez os critérios estabelecidos para seleção de índices. Imagens aéreas falsa-cor, obtidas logo após a colheita da safra anterior, produziram um modelo de regressão com melhor ajuste para estabelecer a relação funcional entre produtividade e índice espectral Vdn. A discriminação da variabilidade espacial da produtividade a partir de índices espectrais obtidos a partir de imagens aéreas falsa-cor é possível, mas ajustes são necessários.
Análise da variabilidade espacial e temporal da qualidade do café cereja produzido em região de montanha.
(Universidade Federal de Viçosa, 2009) Alves, Enrique Anastacio; Queiroz, Daniel Marçal de; Universidade Federal de Viçosa
A qualidade do café dentro de um talhão pode variar temporal e espacialmente devido a variações dos atributos do solo, do "status" nutricional, das condições climáticas e da forma como as operações agrícolas são conduzidas. O conhecimento da variabilidade da qualidade pode auxiliar na tomada de decisão em sistemas de produção de café, uma vez que o preço do produto é influenciado pela sua qualidade. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de analisar a variabilidade espacial e temporal da qualidade de bebida do café de montanha, colhido no estádio cereja, e gerar mapas temáticos dos níveis de qualidade obtidos selecionando as áreas com características interessantes à produção de cafés especiais. Pode-se concluir que, na safra 2006/2007, 95% dos talhões que obtiveram notas de qualidade de bebida superior a 80 pertencem às classes com valores acima de 20 graus brix. Os valores de grau brix e as notas de qualidade de bebida do início e fim da safra em 2006/2007 foram significativamente diferentes pelo teste t para dados pareados a 5%. Além da variabilidade espacial existe uma variabilidade temporal da qualidade de bebida, sendo que, 86% dos talhões com qualidade média maior ou igual a 80 estavam nas áreas de coeficiente de variação menor que 4%, indicando que os talhões com qualidade especial tiveram menor variabilidade temporal. Para o índice de dependência espacial (IDE), as variáveis de índices Dris, com exceção para zinco e cálcio com IDEs respectivos de 1,00 e 0,84 (fortes), todas as demais variáveis de "status" nutricional apresentaram dependência espacial moderada. A percentagem de frutos verdes apresentou dependência espacial forte, enquanto que a percentagem de frutos maduros teve dependência fraca com IDE de 0,22. As percentagens de frutos verdolengos e passas apresentaram dependência moderada, com IDEs respectivos de 0,66 e 0,70; para o teor de sólidos solúveis, brix dos frutos, houve uma moderada dependência espacial (0,33), enquanto que, para a qualidade de bebida do café ocorreu uma distribuição aleatória caracterizada pelo efeito pepita puro.
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.
Análise modal do sistema fruto-pedúnculo de café
(2005) Rodríguez, Arturo Martínez; Queiroz, Daniel Marçal de; Espinosa, Benjamin Gaskin; Matsuo, Hugo; Embrapa - Café
A colheita de café com o auxílio de sistemas mecânicos tem sido impraticável para uma grande maioria de produtores de café no mundo. Isso se deve fundamentalmente ao fato de que no momento da colheita as plantas apresentam frutos em todos estádios de maturação e por não se ter equipamentos para a colheita seletiva dos frutos. O presente trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se realizar uma análise dos modos de vibração do sistema fruto-pedúnculo visando a colheita seletiva. Foram utilizadas modernas ferramentas CAD-3D e o método de análise por elementos finitos. Determinou-se a freqüência natural para o desprendimento de frutos verdes e maduros. Os resultados obtidos mostraram que o modo de vibração em contrafase apresenta grande potencial para a realização da colheita seletiva. Os valores de freqüência calculados para esse modo são bem superiores ao empregados nas máquinas que fazem a colheita de café por vibração.
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.
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 desempenho e eficiência energética de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes
(Revista Engenharia na Agricultura, 2009-12-17) Martin, Samuel; Silva, Jadir Nogueira da; Lacerda Filho, Adílio Flauzino de; Queiroz, Daniel Marçal de; Zanatta, Fabio Luiz
Objetivou-se com este trabalho a avaliação do desempenho e eficiência energética de um secador para café de fluxos concorrentes e contracorrentes. O secador foi construído com o primeiro estádio de secagem de fluxos concorrentes, separado por uma câmara de repouso, do segundo estádio de secagem de fluxos contracorrentes. Foram aplicados dois tratamentos de secagem, caracterizados como tratamento 01 a secagem intermitente com revolvimento intermitente, à temperatura do ar de secagem de 45 ºC, e tratamento 02 a secagem intermitente com revolvimento contínuo, à temperatura do ar de secagem de 70 ºC. Para os testes em que foram utilizados no tratamento 01, o teor de água inicial e final observado foi respectivamente de 33,9 ± 5,0 e 11,8 ± 0,7 % (b.u.) no tratamento 02, o teor de água inicial e final foi respectivamente de 29,0 ± 3,6 e 11,6 ± 1,0 % (b.u.). Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que os níveis de temperatura da massa de grãos, em ambos os tratamentos, permaneceram dentro dos recomendados para café. A secagem intermitente com revolvimento contínuo a 70 ºC apresentou menor consumo específico de energia, em relação à secagem intermitente com revolvimento intermitente a 45 ºC. Maior consumo específico de energia foi observado em testes cujo término da secagem ocorreu em poucas horas após o período de repouso.
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.
Colheita mecânica de frutos do cafeeiro usando uma derriçadora portátil
(2005) Souza, Cristiano Marcio Alves de; Queiroz, Daniel Marçal de; Rafull, Leidy Z. L.; Embrapa - Café
Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho de uma derriçadora portátil para cafeicultura de montanha durante a colheita de frutos de cafeeiros Catucaí e Catuaí, em diferentes estádios de desenvolvimento. A avaliação do desempenho da derriçadora foi realizada durante a colheita dos frutos do cafeeiro, utilizando-se quatro idades e duas variedades. Foram determinadas as características dos cafeeiros, a capacidade e a eficiência de derriça, e a desfolha provocada ao cafeeiro. A derriçadora portátil teve desempenho satisfatório por apresentar baixa desfolha e número de galhos quebrados, capacidade de derriça foi considerada regular e a máquina apresentou elevada eficiência de derriça.
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.
Derriçadora portátil na colheita total e seletiva de frutos do cafeeiro
(Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Embrapa, 2006-11) Souza, Cristiano Márcio Alves de; Queiroz, Daniel Marçal de; Rafull, Leidy Zulys Leyva
O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de derriçadoras portáteis durante a colheita sele- tiva e total dos frutos, em dois sistemas de colheita. Foram determinados a carga pendente da planta, a capacida- de de derriça, o índice de desfolha, a eficiência de derriça, o índice de frutos verdes no produto, o nível de ruído e o consumo horário e específico de combustível. O sistema de colheita, utilizando-se duas derriçadoras portá- teis, simultaneamente na mesma fileira de cafeeiros, apresentou melhor desempenho. A colheita seletiva foi muito influenciada pela porcentagem de frutos maduros e carga pendente do cafeeiro.
Desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para definir zonas de manejo em cafeicultura de precisão
(Universidade Federal de Viçosa, 2010-03-04) Valente, Domingos Sárvio Magalhães; Queiroz, Daniel Marçal de
A aplicação de fertilizantes e corretivos às taxas variáveis, baseada nas propriedades físicas e químicas do solo, exige uma amostragem densa para se determinar a variabilidade espacial no campo. Uma das técnicas para reduzir o número de amostras é definir zonas de manejo. Alguns pesquisadores têm demonstrado a importância desempenhada pelas variáveis elétricas do solo para explicar a variabilidade de suas propriedades. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar um sistema de apoio à decisão, para definir zonas de manejo com base na variabilidade espacial da condutividade elétrica aparente do solo em regiões de produção de cafés de montanha. O sistema de apoio à decisão foi estruturado com formulários específicos para ajustes dos semivariogramas, interpolação dos mapas por krigagem e delimitação das zonas de manejo, utilizando-se o algoritmo fuzzy k-means . Para encontrar o número ótimo de classes, determinou-se o valor de dois índices: o Índice de Performance Fuzzy (FPI) e Entropia da Partição Modificada (MPE). A condutividade elétrica aparente do solo foi determinada a 0,20 m (CE20) e 0,40 m (CE40) de profundidade, utilizando-se o medidor portátil ERM-02. Foram criadas seis zonas de manejo definidas a partir do mapa de altitude (ZMA), do mapa de CE20 (ZM20), do mapa de CE40 (ZM40), dos mapas de CE20 e altitude (ZM20A), dos mapas de CE40 e altitude (ZM40A) e dos mapas de altitude, CE20 e CE40 (ZM2040A). Para cada caso, a área foi classificada em duas, três, quatro e cinco classes. Para análise da concordância entre as zonas de manejo e as propriedades do solo, calculou-se o coeficiente Kappa. Os valores médios obtidos para CE20 e CE40 foram de 1,80 mS m -1 e 1,22 mS m -1 , respectivamente. A CE20 e CE40 apresentaram baixa correlação com as propriedades do solo. A correlação mais elevada foi obtida para o fósforo remanescente com valores de 0,427 e 0,465 para a CE20 e CE40, respectivamente. Os mapas de CE20 e CE40 apresentam forte semelhança entre si, com um coeficiente de correlação de 0,969. O mapa de potássio foi o que melhor se correlacionou com o mapa de CE20. Pelos valores obtidos de FPI e MPE, foi observado que a ZMA exige uma análise adicional para se determinar o número ótimo de classes. Para a ZM20 e ZM40, o número ótimo de classes foi de duas. Para a ZM20A, ZM40A e ZM2040A, o número ótimo de classes foi de três. O coeficiente Kappa para ZMA foi significativamente superior na classificação do zinco, saturação por bases, pH, matéria orgânica, acidez potencial e areia fina, em relação às demais zonas de manejo. Para as demais propriedades do solo, os valores mais elevados de coeficiente Kappa foram obtidos utilizando-se a ZM20A e ZM40A. Pela análise dos coeficientes Kappa, concluiu-se que ZM20A, ZM40A e ZM2040A apresentaram melhores resultados na classificação das propriedades do solo. Entretanto, a ZM2040A não apresentou melhores resultados que a ZM20A e ZM40A.
Desenvolvimento de uma derriçadora portátil para colheita de café
(2000) Carvalho, Luciano Torres de; Queiroz, Daniel Marçal de; Teixeira, Mauri Martins; Fernandes, Haroldo Carlos; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
A colheita do café é comparativamente mais difícil de ser executada do que a de outros produtos, em razão do formato da planta, da desuniformidade de maturação, do teor de umidade elevado dos frutos e da necessidade de muita mão-de-obra. A mecanização da colheita do café vem se tornando uma alternativa para aumentar a capacidade produtiva da mão-de-obra, contribuindo significativamente para o desenvolvimento da cultura, para a obtenção de um produto de melhor qualidade e para minimizar os problemas de escassez de mão-de-obra no período da colheita. Este trabalho teve como objetivos projetar e construir um protótipo de uma derriçadora elétrica portátil, empregando técnicas de CAD (Projeto Auxiliado por Computador), e avaliar o desempenho deste protótipo, na operação mecanizada de derriça. O princípio de funcionamento da máquina adotado foi o de vibração. O comportamento dinâmico do sistema de vibração da máquina de derriça foi analisado pelo programa computacional ADAMS e, posteriormente, foi feita a otimização do projeto. Os resultados demonstraram que a derriça mecanizada, reduziu o uso de mão-de-obra, porém houve um aumento da desfolha, e que o formato da planta, a desuniformidade de maturação dos frutos influenciaram no desempenho efetivo da derriça.
Desenvolvimento e modelagem de sistemas de derriça e de abanação de frutos do cafeeiro
(Universidade Federal de Viçosa, 2004) Souza, Cristiano Marcio Alves de; Queiroz, Daniel Marçal de; Universidade Federal de Viçosa
Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se analisarem um sistema de derriça e outro de abanação dos frutos do cafeeiro, visando utilizá-los em cafeicultura de montanha. Foram determinadas as propriedades físicas do cafeeiro e do fruto que influenciam na derriça por vibração, tais como: 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. Foram estudados também, os efeitos da freqüência e amplitude de vibração e do comprimento do galho do cafeeiro sobre a derriça dos frutos de café, nos estádios de maturação verde, cereja e passas. Foi avaliada também, a influência da freqüência e da amplitude de vibração e da localização dos frutos no ramo plagiotrópico sobre o tempo, a força aplicada ao pedúnculo e o número de ciclos necessário ao desprendimento desses de cafeeiros Catuaí Vermelho e Catucaí Amarelo. Uma máquina vibradora foi desenvolvida para a realização dos ensaios de derriça. Foram utilizadas quatro freqüências (13,3; 15,0; 18,3 e 20,0 Hz) e três amplitudes (11, 22 e 33 mm) de vibração e dois comprimentos de galho do cafeeiro (100 e 400 mm). Para determinar o tempo que os frutos levavam para serem derriçados, a força aplicada ao pedúnculo e o número de clicos necessários para o desprendimento, os galhos foram cortados e preparados, de forma que apenas um fruto fosse colocado na máquina em cada teste. Após esse ensaio, foram testados os galhos com dois tamanhos num intervalo de 10 segundos. Foi avaliada a influência do estádio de desenvolvimento e da variedade do cafeeiro sobre o desempenho de uma derriçadora portátil durante a colheita. Essa avaliação foi realizada, utilizando-se três diferentes operadores, quatro idades e duas variedades de cafeeiro. Foram avaliadas as características dos cafeeiros, as curvas características do motor da derriçadora, a capacidade e a eficiência de derriça, o consumo de energia, a desfolha, o índice de perdas e o nível de ruído emitido pela máquina. A colheita manual dos frutos foi acompanhada simultaneamente com os testes da derriçadora. Foi modelado o comportamento dinâmico de um sistema de peneiras e de vibração de uma abanadora, utilizando-se a técnica de simulação de sistemas mecânicos. Nas simulações, foram utilizadas informações como as posições iniciais da caixa das peneiras e do eixo excêntrico, as dimensões da caixa das peneiras e do eixo excêntrico, as velocidades angulares do eixo excêntrico e o ângulo de inclinações das peneiras e do eixo excêntrico. Os modelos foram simulados com amplitudes de 10, 20 e 30 mm e rotações de 300, 350 e 400 rpm. Foram obtidos o deslocamento, a velocidade e a aceleração linear e angular do sistema de peneiras. A capacidade de transporte do sistema de vibração simulado foi avaliada por meio do coeficiente do modo de operação, em função da amplitude e da freqüência de vibração das peneiras. O desenvolvimento da máquina de abanação foi realizado com base nas características e propriedades físicas dos frutos, e as características aerodinâmicas dos frutos do cafeeiro, determinados experimentalmente. A máquina foi formada basicamente por um ventilador e por uma caixa de duas peneiras acionadas por um sistema de vibração. O ventilador foi localizado na estrutura de forma que houvesse fluxo de ar na parte inferior da moega de alimentação da máquina, visando a retirada das folhas e impurezas leves, para melhorar a eficiência de separação das peneiras. Foram realizados ensaios com três amplitudes de oscilação (10, 20 e 30 mm), duas velocidades do ar do sistema de ventilação (13 e 16 m s-1) e duas rotações do ventilador (1720 e 1500 rpm). 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. O efeito de fadiga provocado no pedúnculo pelo número de ciclos fez com que o desprendimento fosse, para forças aplicadas aos pedúnculos, 18 vezes menor que a resistência desse à tração. A posição dos frutos no ramo plagiotrópico não influenciou o tempo de derriça. Galhos mais longos dificultam o processo de derriça. A derriçadora portátil teve desempenho satisfatório por apresentar menor desfolha e número de galhos quebrados que a colheita manual, capacidade de derriça duas vezes maior, baixo consumo específico de energia e eficiência de derriça semelhante à manual. O nível de ruído aumentou com o aumento da potência requerida na derriça. O operador apresentou pouca influência no desempenho da derriçadora portátil. O uso da técnica de simulação dinâmica aplicada à análise de sistemas de separação de frutos do cafeeiro mostrou-se capaz de prever o comportamento do sistema com detalhes. A máquina de abanação foi desenvolvida com sucesso e o índice de perda total por deficiência de separação obtido com o uso da abanadora foi considerado satisfatório, por apresentar valor médio de 0,55%. A capacidade de separação, a potência requerida na separação e a eficiência de separação dos frutos do cafeeiro aumentaram com o incremento na amplitude de oscilação das peneiras da abanadora e na velocidade do ar do ventilador. Não houve influência da rotação do ventilador sobre a capacidade de separação, a eficiência de separação, a potência requerida e o consumo específico de energia da separação dos frutos do cafeeiro. A capacidade de separação dos frutos, o índice de perda e o índice de impureza no produto final aumentaram com o aumento da taxa de alimentação de material diferente de fruto, enquanto diminuíram o consumo específico de energia e a eficiência de separação dos frutos. Os equipamentos avaliados apresentam-se como boa opção para serem utilizados na cafeicultura de montanha, visto mostrarem elevada eficiência e baixo consumo energético, fácil transporte e rendimento satisfatório para a atividade.
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.
Determinação da força requerida para o desprendimento dos frutos de café em diferentes estádios de maturação
(2000) Sampaio, Cristiane Pires; Corrêa, Paulo César; Queiroz, Daniel Marçal de; Silva, Jadir Nogueira da; Consórcio Brasileiro de Pesquisa e Desenvolvimento do Café
Este trabalho teve como objetivo determinar a força de tração necessária para o desprendimento dos frutos de café, em diferentes estádios de maturação para cinco variedades cultivadas no Brasil. As determinações foram realizadas utilizando-se o aparelho universal de teste modelo, TA Hdi Texture Analyser, devidamente adaptado. A análise estatística dos resultados mostrou que existe diferença significativa da força de desprendimento dos frutos de café entre as variedades estudadas, concluindo-se que os frutos da variedade Conilon exigiram menor força para o desprendimento. A variedade Mundo Novo foi a que exigiu maior força para o desprendimento dos frutos verdes e a variedade Catimor exigiu maior força de tração para o desprendimento de frutos verde-cereja. As variedades Mundo Novo e Catimor foram as que exigiram maior força de desprendimento para os frutos no estádio de maturação cereja.
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.