Desenvolvimento de uma recolhedora autopropelida para colheita de café em áreas de montanha terraceadas

Abstract

Nas inúmeras etapas de produção da cultura de café de montanha, a colheita dos frutos de café é a mais trabalhosa, uma vez que a mesma é realizada, muitas vezes, de forma manual ou semimecanizada. Esse fato gera alguns problemas, pois atualmente existe grande escassez de trabalhadores nas lavouras, isso pode levar a tempos de colheita mais longos, elevando o custo de produção, diminuindo a qualidade dos frutos, reduzindo o preço do produto, e consequentemente, diminuindo o lucro da atividade. Objetivou-se com este trabalho o desenvolvimento de uma recolhedora autopropelida para a etapa da colheita de café em áreas de montanha terraceada. Elaborou-se o projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado da recolhedora. Desenhou-se um modelo virtual do protótipo, com o objetivo de facilitar e guiar a construção do mesmo e, suas correções. Fabricou-se um protótipo da recolhedora autopropelida e avaliou-se suas dimensões e peso. Realizou-se ensaios de desempenho na barra de tração, sendo avaliados a patinagem, consumo horário de combustível, consumo específico de combustível e eficiência na barra de tração. Os ensaios referentes às perdas no recolhimento e capacidade operacional foram realizados em fazenda de café de montanha terraceada, localizada no município de Coimbra, MG. Além disso foi realizada uma avaliação das emissões de ruído da recolhedora autopropelida. Observou-se que, tanto as soluções encontradas para a recolhedora autopropelida, quanto os componentes projetados são passíveis de construção. O desenvolvimento de um modelo virtual possibilitou observar falhas no projeto e corrigi-las em tempo hábil. O protótipo da recolhedora autopropelida apresentou baixo centro de massa, fazendo com que a inclinação transversal dinâmica máxima fosse de 68,4%. O lastro não afetou os parâmetros de patinagem e consumo horário. Observou-se que não houve correlação entre a inclinação do terreno e as perdas no recolhimento, assim como não houve correlação entre a inclinação do terreno e a capacidade operacional da máquina. O valor médio das perdas no recolhimento foi de 8,4%, sendo que o maior percentual de perdas (11,2%) foi observado na declividade de 30°. A média da capacidade operacional do protótipo foi 0,096 ha h-1, cerca de 8 vezes maior que o valor de 0,012 ha h-1 que foi a capacidade operacional média do trabalho convencional realizado na fazenda. Verificou-se que o nível de ruído, 89 dB (A), exigia que o operador da máquina usasse proteção auditiva durante o trabalho. A recolhedora autopropelida para colheita de café em áreas de montanha terraceada apresentou maior capacidade operacional e um nível de perdas aceitável, fazendo com que, com algumas melhorias construtivas, a mesma seja uma alternativa viável para solucionar os problemas enfrentados no processo de colheita dos frutos de café em áreas de montanha terraceadas. Palavras-chave: Cafeicultura. Recolhimento. Máquinas. Terraceamento.

In the numerous stages of mountain coffee cultivation, harvesting the coffee fruits is the most labor-intensive, as it is often done manually or semi-mechanized. This fact generates several problems, as there is currently a shortage of workers in the plantations, which can lead to longer harvest times, increasing production costs, decreasing fruit quality, reducing product prices, and consequently decreasing activity profits. The objective of this study was to develop a self-propelled coffee harvester for terraced mountain areas. The informational, conceptual, preliminary, and detailed design of the harvester was elaborated. A virtual model of the prototype was created to facilitate and guide its construction and corrections. A prototype of the self- propelled harvester was manufactured, and its dimensions and weight were evaluated. Performance tests were conducted on the traction bar, assessing slippage, hourly fuel consumption, specific fuel consumption, and traction bar efficiency. Tests regarding harvesting losses and operational capacity were carried out in a terraced mountain coffee farm located in the municipality of Coimbra, MG. Additionally, an evaluation of the noise emissions from the self-propelled harvester was performed. It was observed that both the solutions found for the self-propelled harvester and the designed components are feasible for construction. The development of a virtual model allowed for the identification of design flaws and their timely correction. The prototype of the self-propelled harvester had a low center of mass, resulting in a maximum dynamic transverse inclination of 68.4%. Ballasting did not affect slippage and hourly consumption parameters. There was no correlation between terrain inclination and harvesting losses, as well as between terrain inclination and machine operational capacity. The average harvesting loss was 8.4%, with the highest percentage of losses (11.2%) observed at a slope of 30°. The average operational capacity of the prototype was 0.096 ha h -1, approximately 8 times higher than the average operational capacity of conventional work performed on the farm (0.012 ha h-1). The noise level, 89 dB (A), required the machine operator to use hearing protection during work. The self-propelled harvester for coffee harvesting in terraced mountain areas showed higher operational capacity and an acceptable level of losses, making it a viable alternative to solve the problems faced in the process of coffee fruit harvesting in terraced mountain areas. Keywords: Coffee growing. Retreat. Machines. Terracing.