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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2018.tde-15032018-073438
Documento
Autor
Nome completo
Daniel Portioli Sampaio
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2017
Orientador
Banca examinadora
Porto, Arthur José Vieira (Presidente)
Kato, Edilson Reis Rodrigues
Tabile, Rubens André
Título em português
Identificação das oportunidades à mecanização da colheita de mandioca
Palavras-chave em português
Colheita de mandioca
Mecanização agrícola
Projeto sistemático
Resumo em português
A mandioca (Manihot Sculenta Crantz) é amplamente cultivada no Brasil e nos países tropicais do mundo por ser uma cultura de grande valor nutritivo e resistência às condições edafoclimáticas, servindo de segurança alimentar para vários países. A preponderância do cultivo no país é para abastecer mercados de consumo in natura de raízes e amido para várias agroindústrias. Apesar de sua grande aplicação, toda a cadeia agroindustrial nacional encontra obstáculos para sua expansão devido ao baixo rendimento de produção, alta demanda de mão de obra, cada vez mais escasso devido principalmente à atividade de grande esforço físico, falta de disponibilidade de máquinas especialmente para a colheita. O objetivo do trabalho foi descrever as etapas de colheita para identificar pontos de mecanização e propor alternativas de solução que se adequem melhor às necessidades da produção agrícola. Para isso, a pesquisa focou nas regiões produtoras de mandioca industrial dos estados do Paraná, Mato Grosso do Sul e São Paulo onde apresentam maior emprego de tecnologia na colheita, onde uma área de 10 a 20 hectares foi selecionada como público alvo. Aplicou-se a metodologia de projeto sistemático para a obtenção de informações através da realização de visitas técnicas e experimentos em campo, para estabelecer uma lista de requisitos a serem atendidos pela colheita mecanizada. Constatou-se da revisão da bibliográfica e visitas às áreas de produção que a operação de extração, destaque, e coleta das raízes seriam as principais oportunidades de estudo para a mecanização, onde a principal restrição ao desenvolvimento estaria nas operações de posicionamento e destaque das mesmas, em razão das raízes apresentarem certa aleatoriedade de geometria e dependência do ajuste das demais operações do cultivo e variedades. Nessa perspectiva, foram coletadas informações sobre a geometria das raízes para três diferentes variedades de mandioca em dois períodos de colheita. Para a proposição de uma solução para a colheita, foram estudados sistemas mecânicos alternativos para cada etapa do processo, gerando uma matriz morfologia que orientou a proposição de desenhos esquemáticos de cinco variantes de colhedoras. Por fim, selecionou-se a variante de um implemento de colheita composto por braços mecânicos com posicionamento assistido por operadores, onde o destaque das raízes deveria ser realizado por garras mecânicas para a separação da parte aérea das plantas ainda no solo. Com o objetivo de favorecer sua posterior extração através da análise de requisitos técnicos, econômicos, ambientais e sociais. A pesquisa visou contribuir com a cadeia da cultura da mandioca, com a formalização de informações e restrições para o projeto de colhedora ajustada para as condições nacionais, indicar alternativas de colhedoras a serem desenvolvidas e validadas em campo através de pesquisas posteriores.
Título em inglês
The opportunities for mechanization of the cassava harvest process
Palavras-chave em inglês
Agricultural mechanization
Cassava harvest
Engineering design
Resumo em inglês
Manihot (Manihot Sculenta Crantz) is widely cultivated in Brazil and in the tropical countries as a crop of great nutritional value and resistance to edaphoclimatic conditions, providing food security for several countries. The prevalence of the cultivation in the country is to supply markets of in natura consumption of roots and starch for several agroindustries. Despite its great application, the entire agroindustrial chain has obstacles to its expansion due to the low yield of production, high demand of labor, increasingly scarce due mainly to the arduous work, lack of availability of harvest machines. The objective of this work was to describe the harvesting stages to identify mechanization gaps and to propose alternative that best fit the farming production. The research focused on the industrial cassava production of the states of Paraná, Mato Grosso do Sul and São Paulo that holds the highest technology harvesting, and an area of 10 to 20 hectares was selected as the market target. A systematic design methodology was applied to obtain information through technical visits and field experiments, to establish a requirements list to appropriate answer the mechanized harvest. It was verified the bibliographical revision and visits that the operation of extraction, detach, and collection of the roots would be the main opportunities of the mechanization, and the main restriction to the development would be in the operations of positioning and detach, because the roots present a geometry randomness and dependence of the other operations adjustment of the crop and varieties. From this perspective, geometry information was collected for three different varieties of cassava in two harvest periods. The proposition a solution for the harvest, alternatives of mechanical systems was studied for each step of the process, creating a morphology matrix that guided to bring up the five harvesters schematic drawings. Finally, we selected the variant of a harvesting implement composed of mechanical arms with operatorassisted positioning, where the detach of the roots should be performed by mechanical claws to separate the plants aerial parts still in the soil, with the objective to facilitate after root extraction through the analysis of technical, economic, environmental and social parameters. Finally, this study aimed to contribute to the cassava culture chain, with the formalization of information and restrictions for the design of harvester machines adjusted for the national conditions, to indicate alternative to be developed and validated in the field through further works.
 
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Data de Publicação
2018-03-21
 
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