Desenvolvimento e avaliação de um mecanismo para o desprendimento seletivo de frutos do cafeeiro

Abstract

A colheita seletiva de frutos maduros de café se justifica na produção de cafés finos, considerando ainda que os frutos imaturos que ficam nas plantas, após cada colheita seletiva, conseguem chegar ao estádio ótimo de maturação, para colheita posterior. Focando a colheita seletiva em pequenas glebas e ou lavouras de declividades mais elevadas, os sistemas de colheita disponíveis são o manual e o semimecanizado (máquinas portáteis). O sistema manual seletivo, no entanto consegue uma seletividade próxima de 100%, porem apresenta limitações pelo alto custo e baixa oferta de mão de obra. Para o sistema semimecanizado, a tecnologia oferecida comercialmente foi desenvolvida para a colheita plena e não seletiva. A procura de uma alternativa semimecanizada, para a colheita seletiva de frutos de café, levou aos objetivos deste trabalho, com desenvolvimento de soluções de um mecanismo portátil, mediante metodologia de projeto conceitual de engenharia e avaliação científica dessas soluções, com experimentos de campo de lavouras localizadas no Brasil e na Colômbia. Foram desenvolvidas quatro soluções conceituais que foram avaliadas mediante delineamento experimental inteiramente casualiza do, determinando as variáveis resposta: eficácia de seletividade, eficácia de desprendimento, capacidade de produção efetiva, volume total desprendido e danos causados às plantas. A metodologia de projeto conceitual mostrou-se útil ao desenvolvimento objetivo e estruturado das soluções propostas. A melhor das soluções desenvolvidas no projeto conceitual, apresentou eficácia de seletividade de 92% para a frequência de 40Hz. A eficácia de desprendimento média foi de 33%, chegando a 52% do volume total de frutos maduros nas plantas, na frequência de 42Hz. A capacidade produtiva foi de 28,4 Litros por hora, também para a frequência de 42Hz e os danos causados às plantas foi de 91 a 125 gramas de folhas e ramos destacados, para as frequências de 40 a 42Hz. A simplicidade do mecanismo desenvolvido permitiu a fácil e rápida alteração das frequências e amplitudes nos ensaios de campo.

La cosecha selectiva de frutos de café maduros,se justifica en la producción de cafés finos, considerando que los frutos inmaduros que quedan en las plantas, luego de cada cosecha selectiva, logran alcanzar la etapa óptima de maduración para posterior cosecha. Centrándose en la recolección selectiva en pequeñas parcelas o en cultivos en alta pendiente, los sistemas de recolección disponibles son: manuales y asistidos (máquinas portátiles). El sistema manual selectivo, logra una selectividad cercana al 100%, pero sin embargo, tiene limitaciones debido a su alto costo y baja oferta de mano de obra. Para el sistema asistido, la tecnología ofrecida comercialmente fue desarrollada para una cosecha completa y no selectiva. La búsqueda de una alternativa asistida para la cosecha selectiva de frutos de café, llevó a los objetivos de este trabajo, con el desarrollo de soluciones para un mecanismo portátil, a través de una metodología de diseño de ingeniería conceptual y evaluación científica de las soluciones obtenidas, con experimentos de campo sobre cultivos ubicados en Brasil y Colombia. Se desarrollaron y evaluaron cuatro soluciones conceptuales, a través de un diseño experimental completamente aleatorizado, determinando las variables respuesta: eficacia de selección, eficacia de desprendimiento, capacidad de producción efectiva, volumen total desprendido y daño causado a las plantas. La metodología de diseño conceptual resultó útil para el desarrollo objetivo y estructurado de las soluciones propuestas. La mejor solución desarrollada en el diseño conceptual, presentó una eficacia de selectividad del 92% para una frecuencia de 40Hz. La eficacia de desprendimiento promedio fue del 33%, alcanzando el 52% del volumen total de frutos maduros en las plantas, a una frecuencia de 42Hz. La capacidad productiva fue de 28,4 litros por hora, también a una frecuencia de 42Hz y el daño causado a las plantas fue de 91 a 125 gramos de hojas y ramas desprendidas, para frecuencias de 40 a 42Hz. La simplicidad del mecanismo desarrollado permitió un cambio fácil y rápido de frecuencias y amplitudes en las pruebas de campo.