projetos de máquinas agrícolas - a9
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PROJETOS DE COLHEDORAS DE FRUTAS
Prof. Dr. Daniel Albiero
FORTALEZA - CE
COLHEITA DE FRUTAS
COLHER FRUTAS É UM DESAFIO COMPLEXO;
DEPENDE DA ESPÉCIE;
COLHEITA DE FRUTAS
DEPENDE DA MATURIDADE DO PRODUTO;
COLHEITA DE FRUTAS
DEPENDE DO PERÍODO DE COLHEITA
COLHEITA DE FRUTAS
A colheita de frutas pode ser ÚNICA ou MÚLTIPLA.
COLHEITA DE FRUTAS
Colheita Laranja
Colheita Melão
Grande chance de ocorrerem PERDAS por danos físicos.
COLHEITA DE FRUTAS
A colheita pode ser dividida em três tipos:COLHEITA DE FRUTAS
Manual
Auxílio Mecânico
Mecanizada
CONCEITO DE FRUTOS E FRUTAS
FRUTOS: Os frutos são formados a partir das flores, mais especificamente a partir do ovário de uma flor.
CONCEITO DE FRUTOS E FRUTAS
FRUTAS: “fruta” é utilizada no nosso dia-a-dia, apenas popularmente, para diferenciarmos frutos doces (Frutas) de frutos salgados ou amargos (Legumes). (Joyce Marques Barbosa, 2015)
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Australopithecus => 1,5 milhões anosColheita Semelhante aos Símios
Homo Habilis => 1 milhões anosPlaneja incursões de colheita
Homo Erectus => 500 mil anosEstrutura Social Colheita->Mulheres
Homo Sapiens Neanderthal => 250 mil anosTécnicas de colheita desenvolvidas Conhecimento da relação fruta/época/local
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
HOMO SAPIENS SAPIENS200 mil anosEsta espécie desenvolveu, fomentou e inovou técnicas, rituais e tabus envolvendo a colheita (coleta) de frutos, este fato é certo, provado pelas pinturas rupestres.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Esculturas em obeliscos egípcios, 4000 a.C.
Colheita de Uvas 3000 a.C.
Pinturas na tumba do faraó Hui (Vigésima dinastia, 3500 a.C).
Fonte: http://www.naturalhistorymag.com
SISTEMA ANTIGO DE COLHEITA “MECANIZADA” DE FRUTAS
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Ânfora Grega, 1500 a.C.
Pintura em tumba grega, 200 a.C.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita judaica, 10 d.C.
Colheita de uva, 900 d.C.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita de caju, 1512 d.C.
Colheita de coco, 1612 d.C.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita Café (com escravos), 1835.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita Café (com imigrantes), 1902.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita abacaxi, 1920.
Colheita açaí, 1940.
Colheita laranja, 1950.
Colheita uva, 1960.
Colheita abacaxi, 1960.
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita Café, 1972 (Jacto K 3, primeira colhedora de café do mundo!).
HISTÓRIA DA COLHEITA DE FRUTAS
Colheita de batata, 1970.
COLHEITA MECANIZADA DE FRUTAS/FRUTOS
Fonte: http:/ streetsmartbrazil.com
Genética
Plantio
Adubação
Irrigação
Tratos culturais
Controle de pragas
Controle de doenças
Qualidade
Características
Estética
Condições para
Pré-Benef.-Pós
DESAFIO:Custo/benefício da operação
Propriedades organo-lépticas
Características físico-químicas
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
As características das frutas que podem ser percebidas pelos sentidos humanos recebem o nome de propriedades organolépticas (do grego, organon, organismo, letpos, que impressiona).
E são: Cor, Odor, Sabor, Brilho, Textura e Som.
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
Cor
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
Odor
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
Sabor
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
Brilho
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
Textura
PROPRIEDADES ORGANO-LÉPTICAS
SomToc toc toc
Plof Plof Plof
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Organização do corpo da planta
Corpo estruturado por células; Células formando tecidos; Tecidos de proteção: Cutítula;
Epiderme;Espaços intercelulares.
Tecidos de condução:Floema;Xilema.
Tecidos de suporte:Parênquima;Collenquima;Esclerenquima.
ORGANIZAÇÃO DA PLANTA
Corpo estruturado por células;
Células formando tecidos;ORGANIZAÇÃO DA PLANTA
Tecidos de proteção: Cutítula=material ceroso;
Epiderme=células prensadas juntas e de difícil separação;Espaços intercelulares=Regiões preenchidas por gás.
ORGANIZAÇÃO DA PLANTA
Tecidos de condução:Floema;Xilema.
ORGANIZAÇÃO DA PLANTA
Tecidos de suporte:Parênquima (principal tipo de célula vegetal, possuem diversas funções);Collenquimacélula estrutural;Esclerenquimacélula estrutural.
ORGANIZAÇÃO DA PLANTA
Esclerenquima.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Parede celular
A Elasticidade, Resistências e Rigidez dos tecidos vegetais são devido as propriedades reológicas da parede celular.
Obs: Propriedades reológicas: propriedades físicas que influenciam o transporte de quantidade de movimento (mv) num fluido.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Parede celular
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Conteúdos da Célula
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Relação entre pressão de Turgor e Rigidês do Tecido
O módulo de elasticidade de plantas é dependente da pressão de turgor das células (pressão exercida pela água no interior da mesma)..
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Dimensionais das células e espaços intercelulares
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Dimensionais das células e espaços intercelulares
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Dimensionais das células e espaços intercelulares
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Dimensionais das células e espaços intercelulares
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Estrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOEstrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Estrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Estrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Estrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Estrutura geral de Frutas
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Tamanho e Forma
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Tamanho e Forma
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Tamanho e Forma
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Tamanho e Forma
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Tamanho e Forma
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Volume e Densidade
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Porosidade ( em relação ao empacotamento)
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Área Superficial (considerando a elipsoide).
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PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Características Físicas: Área Superficial (considerando a elipsoide).
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
Propriedades mecânicas são definidas como aquelas que descrevem o comportamento do material sob a aplicação de forças.
Basicamente são o comportamento da relação tensão/deformação de um material sob cargas dinâmicas e estáticas.
A Reologia é a ciência que estuda a deformação e o fluxo. Assim quando solicitações externa resultam em deformação e fluxo de material, as propriedades mecânicas são denominadas propriedades reológicas.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
Terminologia ASTM para propriedades Mecânicas: Mohsenin (1986), páginas 130-141
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades mecânicas / propriedades reológicas.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades reológicas: Tensão Total e Deformação Total.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades reológicas: Creep e Relaxation.
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão de Materiais Biológicos: Creep e RelaxationCreep Relaxation
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades reológicas: Creep (arrastamento).
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Propriedades reológicas: Relaxation (relaxação).
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos (cálculo vetorial)
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOPROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos (cálculo tensorial).
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Fundamentos Matemáticos
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Mecânica do Contínuo
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Mecânica do Contínuo
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão de Materiais Biológicos
Análise de Tensão de Materiais Biológicos: CREEP (arrastamento)PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Análise de Tensão de Materiais Biológicos: RELAXATION (relaxação)PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Material Isotrópico: CREEP
F = F[J1(σ), J2(σ), J3(σ)]
Material Anisotrópico: CREEP ≠PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
F = F[J1(σ), J2(σ), J3(σ)]
Tensor de danos: Os danos em frutos tem características de tornar anisotrópico um material isotrópico
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Tensor de danos: Os danos em frutos tem características de tornar anisotrópico um material isotrópico
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOMaterial Viscoelástico
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOMaterial Viscoplástico
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Material Viscoplástico
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Vibrações
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICOVibrações
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Impacto
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Impacto
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Impacto
PROPRIEDADES FÍSICO-MECÂNICAS DE MATERIAL BIOLÓGICO
Impacto
RESTRIÇÕES NATURAIS Maturação
Tamanho dos Frutos
Fonte:http://www.correiodemocratico.com.br
Fonte:http://www.cienciahoje.pt/817
Colheita ManualColheita Mecânica
Fonte:http://revistadinheirorural.terra.com.br/
Fonte:http://www.queromaisvinho.com.br
R$400.000,00, 8 ton/h, R$ 30,00/ton
R$30,00/diária, 0,04 ton/h R$72,00/ton
RESTRIÇÕES ECONÔMICAS
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: http://www.sindicatoruralmc.com.br
Puxar
Colhedora de Cenouras
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: http://www.feucht-obsttechnik.deChacoalhar
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: http://www.tramontina.com.br
Corte
Barra de corte
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: http://mansikka.netsor.fi/
Rotação
Colhedora de Morangos
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: www.caseih.com Roto-Vibracional
Colhedora de Café
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: http://citrusmh.ifas.ufl.edu
Vento
Blower para colher laranjas
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Fonte: www.grimme.de Escavação
Colhedora de Batatas
TorçãoFonte: Aljanobi et al. (2010)
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Colhedora Robótica de laranjas
Fonte: http://citrusmh.ifas.ufl.edu
Vibracional
RELAÇÕES FUNCIONAIS - REMOÇÃO
Sistema de colheita de azeitonas
RELAÇÕES FUNCIONAIS - CONTROLE
Fonte: http://www.sindicatoruralmc.com.br
Mesa de Gravidade
Fonte:http://standeyo.comCarretas de Tomate
RELAÇÕES FUNCIONAIS - TRANSPORTE
Fonte: http://www.grimme.de
Colhedora de Batatas
RELAÇÕES FUNCIONAIS - SELEÇÃO
INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOS
Alterações fisiológicas;
Alterações metabólicas;
Alterações no Aroma;
Alterações no Sabor;
Diminuição da Qualidade.
Esforços de Compressão;
Esforços de cisalhamento;
Esforços de creep (tensão constante no tempo/deformação variável no tempo)
Esforços de fadiga.
Fonte: http://www.telegraph.co.uk, Alan Sailer.
Danos Mecânicos
INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOSTensão de contato (de Hertz)
INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOSTensão de contato (de Hertz)
INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOS
Tensão de contato para corpos viscoelásticos
INTERAÇÃO MÁQUINA/FRUTOSTensão de contato para corpos viscoelásticos
FRUTAS DE MESA X FRUTAS NDÚSTRIA
http://www.guaresi.com Ferreira, M. D. (2008)
Capacidade de Campo
Impactos nas frutas
Vida Útil da fruta
Capacidade de Campo
Impactos nas frutas
X
X
Vida Útil da fruta
50ton/h (6 km/h)10ton/h (1,5km/h)
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
http://www.guaresi.com
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
www.grimme.com( 2012) (100ton/h)
Peterson et al. (2003) – EUA
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
www.newholland.com( 2012)
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
Fergunson et al. (2006) – EUA
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
http://portuguese.alibaba.com
EXEMPLOS DE SOLUÇÕES
Fonte: IBGE (2006) – SUDENE (2012)
CONTEXTO DO SEMIÁRIDO
TECNOLOGIA ADEQUADA E APROPRIADA PARA O SEMIÁRIDO
Fonte: IBGE (2006) – SUDENE (2012)
Fonte: Albiero et al. (2012)
Fonte: Albiero et al. (2012)
TECNOLOGIA ADEQUADA E APROPRIADA PARA O SEMIÁRIDO
INOVAÇÃO TECNOLÓGICA
X
http://www.bonappetit.com (2012) - Índia
Aljanobi et al. (2010) – Árábia Saudita
“As melhores soluções são as mais simples, pois as mais sofisticadas, somente os ricos podem ter”.
Prof. Dr. Cheu Shang Chang