RESUMO

The macaw palm has been domesticated due to its potential use in the production of biofuel, in addition to several co-products that can be generated from its oil and pulp. One of the current challenges in this area is the harvesting, as there are no specific machines for this operation. Therefore, it is necessary to determine the appropriate information regarding the physical properties of the plant, so that it is feasible to develop the technologies necessary for the commercial scale application of macaw palm, allowing it to contribute to the sustainable production of raw material for the biofuel industry and other co-products. The principle of mechanical vibration can be used to shed fruit from trees when ripe, and it can be a method used for harvesting. Thus, as proposed in this study, it was necessary to study the dynamic behavior of the fruit-rachilla system during vibration. Hence, the modal properties of the system were determined. A study on the dynamic behaviors was carried out using a deterministic finite element model, and the natural frequencies were obtained through a frequency-scanning test to evaluate the model. The mean relative error (MRE) between the measured and simulated natural frequencies was also used to evaluate the model. The natural frequencies, determined experimentally, varied from 26.21 to 33.45 Hz on average, whereas the simulated frequencies varied from 24.81 to 39.27 Hz. The overall MRE was 9.08%. Once the model was validated, a sensibility test was carried out, which showed that the density of fruit and the elasticity modulus are the parameters that most influence the natural frequencies of the fruit-rachilla system.

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The objective of this research was to use the modeling and computer simulation to support decision makers, aiming to increase the productive capacity of the agro-industry of LaticínioFunarbe. Specifically, it has modeled the current yoghurt production sector for simulation that enables it to meet the new demand. The Arena 14.7 simulation software was used to conduct the modeling. To validate the model, the output of yoghurt production collected at the factory for three months was compared with the output from the simulated computational model. Two indicators were established to perform analyzes of four different scenarios. The implemented model resulted in an increase in the production capacity of 5,000L.d-1 of yoghurt, corresponding to a production of yoghurts processed daily three times higher than the current production.(AU)

O objetivo deste trabalho foi usar a modelagem e a simulação computacional como ferramenta de suporte aos tomadores de decisão, visando a aumentar a produtividade da agroindústria Laticínio Funarbe. Especificamente, modelou o setor atual da produção de iogurte para elaboração de análises que possibilita atender à nova demanda. Para a modelagem utilizou-se o software de simulação Arena 14.7. Para a validação do modelo foram comparados os resultados de produção de iogurte coletados na fábrica durante três meses com os resultados simulados pelo modelo computacional. Foram estabelecidos dois indicadores para realizar análises de quatro cenários diferentes. Por meio do modelo implementado, obtivemos um aumento da capacidade produtiva de 5000L.d-1 de iogurte, que corresponde a uma produção de iogurtes processados, diariamente, três vezes maior do que a produção atual.(AU)

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The objective of this research was to use the modeling and computer simulation to support decision makers, aiming to increase the productive capacity of the agro-industry of LaticínioFunarbe. Specifically, it has modeled the current yoghurt production sector for simulation that enables it to meet the new demand. The Arena 14.7 simulation software was used to conduct the modeling. To validate the model, the output of yoghurt production collected at the factory for three months was compared with the output from the simulated computational model. Two indicators were established to perform analyzes of four different scenarios. The implemented model resulted in an increase in the production capacity of 5,000L.d-1 of yoghurt, corresponding to a production of yoghurts processed daily three times higher than the current production.

O objetivo deste trabalho foi usar a modelagem e a simulação computacional como ferramenta de suporte aos tomadores de decisão, visando a aumentar a produtividade da agroindústria Laticínio Funarbe. Especificamente, modelou o setor atual da produção de iogurte para elaboração de análises que possibilita atender à nova demanda. Para a modelagem utilizou-se o software de simulação Arena 14.7. Para a validação do modelo foram comparados os resultados de produção de iogurte coletados na fábrica durante três meses com os resultados simulados pelo modelo computacional. Foram estabelecidos dois indicadores para realizar análises de quatro cenários diferentes. Por meio do modelo implementado, obtivemos um aumento da capacidade produtiva de 5000L.d-1 de iogurte, que corresponde a uma produção de iogurtes processados, diariamente, três vezes maior do que a produção atual.

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The use of optical sensors to identify the nutritional needs of agricultural crops has been the subject of several studies using precision agriculture techniques. In this work, we sought to overcome the lack of research evaluating the use of these techniques in the management of nitrogen (N) fertilizer in pastures. We evaluated the methodology of the nitrogen sufficiency index (NSI) in N management at variable rates (VR) using a portable chlorophyll meter. In addition, the use of color vegetation indices generated from a digital camera was evaluated as a low-cost alternative. The work was conducted in four management cycles at different times of year, evaluating the productivity and quality of Brachiaria brizantha cv. Xaraés grass. Three NSIs (0.85, 0.90 and 0.95) were evaluated, applying complementary doses of N according to the response of monitored plots using a chlorophyll meter and comparing the productivity and leaf N content of these treatments to the reference treatment (TREF), which received a single dose of N (150 kg ha-1). Together with these treatments, plots without N application (control) were analyzed, totaling five treatments with six replications in a completely randomized design. The dry mass productivity and N leaf concentration of the VR treatments were statistically equal to TREF in all management cycles (P < 0.05). Most color vegetation indices correlated significantly (P < 0.05) to the chlorophyll readings. The use of NSI methodology in pastures allows the same productivity gains, with significant input savings. In addition, the use of digital cameras presents itself as a viable alternative to monitoring the N status in pastures.

O uso de sensores óticos para identificação das necessidades nutricionais de culturas agrícolas tem sido objeto de diversas pesquisas empregando técnicas de agricultura de precisão. Nesse trabalho buscou-se suprir a carência de pesquisas avaliando o emprego dessas técnicas no manejo de adubo nitrogenado (N) em pastagens. Avaliamos a metodologia do índice de suficiência de nitrogênio (NSI) no manejo de N a taxa variada (VR) com o uso de um medidor de clorofila portátil. Além disso, avaliou-se o uso de uma câmera digital como uma alternativa de baixo custo. O trabalho foi conduzido por quatro ciclos de manejo em diferentes épocas do ano, avaliando a produtividade e qualidade do capim Brachiaria brizantha cv. Xaraés. Foram avaliados três NSIs (0,85; 0,90 e 0,95), aplicando doses complemantares de N de acordo com a resposta da planta monitorada com o medidor de clorofila, comparando a produtividade e teor de N foliar desses tratamentos com o tratamento de referência (TREF), que recebeu uma dose única de N (150 kg ha-1), conforme recomendações tradicionais. Junto com esses tratamentos foram analisadas parcelas sem aplicação de N (controle), compondo assim cinco tratamentos, com seis repetições, em delineamento inteiramente casualizado. A produtividade de massa seca e de N foliar dos tratamentos a VR foi estatisticamente igual a TREF em todos os períodos avaliados (P < 0,05). A maioria dos índices de vegetação aplicados às imagens obtidas com a câmera digital se correlacionaram significativamente (P < 0,05) com as leituras realizadas com o clorofilômetro portátil. O uso da metodologia do NSI em pastagens permite os mesmos ganhos de produtividade, com economias significativas de insumo. E o uso de câmera digital apresenta-se como uma alternativa viável ao monitoramento do status de N em pastagens.

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The use of optical sensors to identify the nutritional needs of agricultural crops has been the subject of several studies using precision agriculture techniques. In this work, we sought to overcome the lack of research evaluating the use of these techniques in the management of nitrogen (N) fertilizer in pastures. We evaluated the methodology of the nitrogen sufficiency index (NSI) in N management at variable rates (VR) using a portable chlorophyll meter. In addition, the use of color vegetation indices generated from a digital camera was evaluated as a low-cost alternative. The work was conducted in four management cycles at different times of year, evaluating the productivity and quality of Brachiaria brizantha cv. Xaraés grass. Three NSIs (0.85, 0.90 and 0.95) were evaluated, applying complementary doses of N according to the response of monitored plots using a chlorophyll meter and comparing the productivity and leaf N content of these treatments to the reference treatment (TREF), which received a single dose of N (150 kg ha-1). Together with these treatments, plots without N application (control) were analyzed, totaling five treatments with six replications in a completely randomized design. The dry mass productivity and N leaf concentration of the VR treatments were statistically equal to TREF in all management cycles (P < 0.05). Most color vegetation indices correlated significantly (P < 0.05) to the chlorophyll readings. The use of NSI methodology in pastures allows the same productivity gains, with significant input savings. In addition, the use of digital cameras presents itself as a viable alternative to monitoring the N status in pastures.(AU)

O uso de sensores óticos para identificação das necessidades nutricionais de culturas agrícolas tem sido objeto de diversas pesquisas empregando técnicas de agricultura de precisão. Nesse trabalho buscou-se suprir a carência de pesquisas avaliando o emprego dessas técnicas no manejo de adubo nitrogenado (N) em pastagens. Avaliamos a metodologia do índice de suficiência de nitrogênio (NSI) no manejo de N a taxa variada (VR) com o uso de um medidor de clorofila portátil. Além disso, avaliou-se o uso de uma câmera digital como uma alternativa de baixo custo. O trabalho foi conduzido por quatro ciclos de manejo em diferentes épocas do ano, avaliando a produtividade e qualidade do capim Brachiaria brizantha cv. Xaraés. Foram avaliados três NSIs (0,85; 0,90 e 0,95), aplicando doses complemantares de N de acordo com a resposta da planta monitorada com o medidor de clorofila, comparando a produtividade e teor de N foliar desses tratamentos com o tratamento de referência (TREF), que recebeu uma dose única de N (150 kg ha-1), conforme recomendações tradicionais. Junto com esses tratamentos foram analisadas parcelas sem aplicação de N (controle), compondo assim cinco tratamentos, com seis repetições, em delineamento inteiramente casualizado. A produtividade de massa seca e de N foliar dos tratamentos a VR foi estatisticamente igual a TREF em todos os períodos avaliados (P < 0,05). A maioria dos índices de vegetação aplicados às imagens obtidas com a câmera digital se correlacionaram significativamente (P < 0,05) com as leituras realizadas com o clorofilômetro portátil. O uso da metodologia do NSI em pastagens permite os mesmos ganhos de produtividade, com economias significativas de insumo. E o uso de câmera digital apresenta-se como uma alternativa viável ao monitoramento do status de N em pastagens.(AU)

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ABSTRACT: The objective of this research was to use the modeling and computer simulation to support decision makers, aiming to increase the productive capacity of the agro-industry of LaticínioFunarbe. Specifically, it has modeled the current yoghurt production sector for simulation that enables it to meet the new demand. The Arena 14.7 simulation software was used to conduct the modeling. To validate the model, the output of yoghurt production collected at the factory for three months was compared with the output from the simulated computational model. Two indicators were established to perform analyzes of four different scenarios. The implemented model resulted in an increase in the production capacity of 5,000L.d-1 of yoghurt, corresponding to a production of yoghurts processed daily three times higher than the current production.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi usar a modelagem e a simulação computacional como ferramenta de suporte aos tomadores de decisão, visando a aumentar a produtividade da agroindústria Laticínio Funarbe. Especificamente, modelou o setor atual da produção de iogurte para elaboração de análises que possibilita atender à nova demanda. Para a modelagem utilizou-se o software de simulação Arena 14.7. Para a validação do modelo foram comparados os resultados de produção de iogurte coletados na fábrica durante três meses com os resultados simulados pelo modelo computacional. Foram estabelecidos dois indicadores para realizar análises de quatro cenários diferentes. Por meio do modelo implementado, obtivemos um aumento da capacidade produtiva de 5000L.d-1 de iogurte, que corresponde a uma produção de iogurtes processados, diariamente, três vezes maior do que a produção atual.

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Macaw (Acrocomia aculeata) is a product of Brazilian socio-biodiversity and is an excellent source of oil for the cosmetics, food and fuel industry. One of the technical bottlenecks of macaw fruit production is the manual harvesting with rudimentary tools and the extractive system, which has a very large dependence on labor. The objective of this work was to develop the informational and conceptual design of a semi-mechanized harvesting system that can be used in adverse conditions of relief, also directed to the needs of family farmers. In this work the concept of a low cost macaw harvester is proposed, which works by the principle of mechanical vibrations, and is able to work efficiently in planted and natural plantations. From an adaptation of the Pahl and Beitz method for the development of machine designs, and the use of the evolution prototyping method, integration prototypes were constructed, which underwent a preliminary field test. Some modifications were made in portable coffee breakers, which constituted changes in the vibration signal generation system that were transmitted to macaw fruits at the head / plant interface. Only one of the built prototypes was considered effective and suitable for subsequent performance (product under patent registration). For the detailed design, CAD (Computer Aided Design) techniques were employed. Later, it was possible to observe...(AU)

A macaúba (Acrocomia aculeata) é um produto da sociobiodiversidade brasileira e é uma excelente fonte de óleo para a indústria cosmética, de alimentos e de combustíveis. Um dos gargalos técnicos da produção dos frutos da macaúba é a colheita feita de forma manual com ferramentas rudimentares e no sistema extrativista, que tem dependência muito grande de mão de obra. Objetivou-se com o presente trabalho desenvolver o projeto informacional, conceitual e detalhado de um sistema semi-mecanizado de colheita que possa ser utilizado em condições adversas de relevo. Foi proposto o conceito de um mecanismo colhedor de macaúbas, de baixo custo, que funciona pelo princípio de vibrações mecânicas, e é capaz de trabalhar com eficiência em lavouras plantadas e maciços naturais. A partir de uma adaptação do método de Pahl e Beitz para desenvolvimento de projetos de máquinas, e a utilização do método de prototipagem de evolução, foram construídos protótipos de integração, que passaram por ensaio preliminar de campo. Foram realizadas algumas modificações em derriçadoras portáteis de café, que se constituíram em alterações no sistema de geração de sinais de vibração e foram transmitidos aos frutos de macaúba, na interface cabeçote/planta. Apenas um dos protótipos construídos foi considerado eficaz e adequado para realização posterior de avaliação de desempenho (protegida por meio de depósito...(AU)

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Macaw (Acrocomia aculeata) is a product of Brazilian socio-biodiversity and is an excellent source of oil for the cosmetics, food and fuel industry. One of the technical bottlenecks of macaw fruit production is the manual harvesting with rudimentary tools and the extractive system, which has a very large dependence on labor. The objective of this work was to develop the informational and conceptual design of a semi-mechanized harvesting system that can be used in adverse conditions of relief, also directed to the needs of family farmers. In this work the concept of a low cost macaw harvester is proposed, which works by the principle of mechanical vibrations, and is able to work efficiently in planted and natural plantations. From an adaptation of the Pahl and Beitz method for the development of machine designs, and the use of the evolution prototyping method, integration prototypes were constructed, which underwent a preliminary field test. Some modifications were made in portable coffee breakers, which constituted changes in the vibration signal generation system that were transmitted to macaw fruits at the head / plant interface. Only one of the built prototypes was considered effective and suitable for subsequent performance (product under patent registration). For the detailed design, CAD (Computer Aided Design) techniques were employed. Later, it was possible to observe...

A macaúba (Acrocomia aculeata) é um produto da sociobiodiversidade brasileira e é uma excelente fonte de óleo para a indústria cosmética, de alimentos e de combustíveis. Um dos gargalos técnicos da produção dos frutos da macaúba é a colheita feita de forma manual com ferramentas rudimentares e no sistema extrativista, que tem dependência muito grande de mão de obra. Objetivou-se com o presente trabalho desenvolver o projeto informacional, conceitual e detalhado de um sistema semi-mecanizado de colheita que possa ser utilizado em condições adversas de relevo. Foi proposto o conceito de um mecanismo colhedor de macaúbas, de baixo custo, que funciona pelo princípio de vibrações mecânicas, e é capaz de trabalhar com eficiência em lavouras plantadas e maciços naturais. A partir de uma adaptação do método de Pahl e Beitz para desenvolvimento de projetos de máquinas, e a utilização do método de prototipagem de evolução, foram construídos protótipos de integração, que passaram por ensaio preliminar de campo. Foram realizadas algumas modificações em derriçadoras portáteis de café, que se constituíram em alterações no sistema de geração de sinais de vibração e foram transmitidos aos frutos de macaúba, na interface cabeçote/planta. Apenas um dos protótipos construídos foi considerado eficaz e adequado para realização posterior de avaliação de desempenho (protegida por meio de depósito...

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RESUMO

The macaw palm has been identified as a prime feed stock for biodiesel industries in the near future coming decades. However, there are no machines for harvesting and detaching fruits in the biofuel industry; hence, the study of the dynamic behavior of the fruit-rachilla system would aid in the development of such machines. Thus, this study seeks to determine the modulus of elasticity and the damping ratio of four different plant accessions obtained from the Active Germplasm Bank of the Universidade Federal de Viçosa (UFV). Tensile testing was conducted to determine the modulus of elasticity. From the graphical results of tension versus specific strain, it was possible to determine the modulus of elasticity by using the tangent method. To determine the damping ratio, the logarithmic decrement method was performed using vibration testing. Vibration test consisted of a generated impulse of 100% of the amplitude of acceleration that was used to excite the system. The acquisition of the generated information was performed by a piezoelectric accelerometer. The average modulus of elasticity ranged from 194 to 293.3MPa, and the average damping ratios ranged from 0.04 to 0.08. Thus, the macaw fruit-rachilla was an under-damped system. (AU)

A macaúba tem sido apontada como uma das principais matérias-primas para a indústria de biodiesel nas próximas décadas. No entanto, não existem máquinas para colheita ou destacamento dos frutos na usina e o estudo do comportamento dinâmico do sistema fruto-ráquila nortearia o desenvolvimento dessas máquinas. Dessa forma, objetivou-se determinar o módulo de elasticidade e a razão de amortecimento de quatro acessos provindos do Banco Ativo de Germoplasma da UFV. Foi realizado teste de tração para determinar o módulo de elasticidade. A partir dos resultados obtidos na forma gráfica, tensão versus deformação específica, foi determinado o módulo de elasticidade pelo método da tangente. Para determinar a razão de amortecimento, foi empregado o método do decremento logarítmico, realizado por meio de teste de vibração. O teste de vibração constituiu-se de um impulso para excitar o sistema. A aquisição das informações geradas foi realizada por meio de acelerômetro piezelétrico. O módulo de elasticidade médio ficou entre 194 e 293,3MPa e as razões de amortecimento médias ficaram entre 0,04 e 0,08. Concluiu-se que o sistema fruto-ráquila da macaúba é subamortecido. (AU)

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RESUMO

The macaw palm has been identified as a prime feed stock for biodiesel industries in the near future coming decades. However, there are no machines for harvesting and detaching fruits in the biofuel industry; hence, the study of the dynamic behavior of the fruit-rachilla system would aid in the development of such machines. Thus, this study seeks to determine the modulus of elasticity and the damping ratio of four different plant accessions obtained from the Active Germplasm Bank of the Universidade Federal de Viçosa (UFV). Tensile testing was conducted to determine the modulus of elasticity. From the graphical results of tension versus specific strain, it was possible to determine the modulus of elasticity by using the tangent method. To determine the damping ratio, the logarithmic decrement method was performed using vibration testing. Vibration test consisted of a generated impulse of 100% of the amplitude of acceleration that was used to excite the system. The acquisition of the generated information was performed by a piezoelectric accelerometer. The average modulus of elasticity ranged from 194 to 293.3MPa, and the average damping ratios ranged from 0.04 to 0.08. Thus, the macaw fruit-rachilla was an under-damped system.

A macaúba tem sido apontada como uma das principais matérias-primas para a indústria de biodiesel nas próximas décadas. No entanto, não existem máquinas para colheita ou destacamento dos frutos na usina e o estudo do comportamento dinâmico do sistema fruto-ráquila nortearia o desenvolvimento dessas máquinas. Dessa forma, objetivou-se determinar o módulo de elasticidade e a razão de amortecimento de quatro acessos provindos do Banco Ativo de Germoplasma da UFV. Foi realizado teste de tração para determinar o módulo de elasticidade. A partir dos resultados obtidos na forma gráfica, tensão versus deformação específica, foi determinado o módulo de elasticidade pelo método da tangente. Para determinar a razão de amortecimento, foi empregado o método do decremento logarítmico, realizado por meio de teste de vibração. O teste de vibração constituiu-se de um impulso para excitar o sistema. A aquisição das informações geradas foi realizada por meio de acelerômetro piezelétrico. O módulo de elasticidade médio ficou entre 194 e 293,3MPa e as razões de amortecimento médias ficaram entre 0,04 e 0,08. Concluiu-se que o sistema fruto-ráquila da macaúba é subamortecido.

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ABSTRACT: The macaw palm has been identified as a prime feed stock for biodiesel industries in the near future coming decades. However, there are no machines for harvesting and detaching fruits in the biofuel industry; hence, the study of the dynamic behavior of the fruit-rachilla system would aid in the development of such machines. Thus, this study seeks to determine the modulus of elasticity and the damping ratio of four different plant accessions obtained from the Active Germplasm Bank of the Universidade Federal de Viçosa (UFV). Tensile testing was conducted to determine the modulus of elasticity. From the graphical results of tension versus specific strain, it was possible to determine the modulus of elasticity by using the tangent method. To determine the damping ratio, the logarithmic decrement method was performed using vibration testing. Vibration test consisted of a generated impulse of 100% of the amplitude of acceleration that was used to excite the system. The acquisition of the generated information was performed by a piezoelectric accelerometer. The average modulus of elasticity ranged from 2.22 to 3.17MPa, and the average damping ratios ranged from 0.04 to 0.08. Thus, the macaw fruit-rachilla was an under-damped system.

RESUMO: A macaúba tem sido apontada como uma das principais matérias-primas para a indústria de biodiesel nas próximas décadas. No entanto, não existem máquinas para colheita ou destacamento dos frutos na usina e o estudo do comportamento dinâmico do sistema fruto-ráquila nortearia o desenvolvimento dessas máquinas. Dessa forma, objetivou-se determinar o módulo de elasticidade e a razão de amortecimento de quatro acessos provindos do Banco Ativo de Germoplasma da UFV. Foi realizado teste de tração para determinar o módulo de elasticidade. A partir dos resultados obtidos na forma gráfica, tensão versus deformação específica, foi determinado o módulo de elasticidade pelo método da tangente. Para determinar a razão de amortecimento, foi empregado o método do decremento logarítmico, realizado por meio de teste de vibração. O teste de vibração constituiu-se de um impulso para excitar o sistema. A aquisição das informações geradas foi realizada por meio de acelerômetro piezelétrico. O módulo de elasticidade médio ficou entre 2,22 e 3,17MPa e as razões de amortecimento médias ficaram entre 0,04 e 0,08. Concluiu-se que o sistema fruto-ráquila da macaúba é subamortecido.

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ABSTRACT: The macaw palm has been identified as a prime feed stock for biodiesel industries in the near future coming decades. However, there are no machines for harvesting and detaching fruits in the biofuel industry; hence, the study of the dynamic behavior of the fruit-rachilla system would aid in the development of such machines. Thus, this study seeks to determine the modulus of elasticity and the damping ratio of four different plant accessions obtained from the Active Germplasm Bank of the Universidade Federal de Viçosa (UFV). Tensile testing was conducted to determine the modulus of elasticity. From the graphical results of tension versus specific strain, it was possible to determine the modulus of elasticity by using the tangent method. To determine the damping ratio, the logarithmic decrement method was performed using vibration testing. Vibration test consisted of a generated impulse of 100% of the amplitude of acceleration that was used to excite the system. The acquisition of the generated information was performed by a piezoelectric accelerometer. The average modulus of elasticity ranged from 2.22 to 3.17MPa, and the average damping ratios ranged from 0.04 to 0.08. Thus, the macaw fruit-rachilla was an under-damped system.

RESUMO: A macaúba tem sido apontada como uma das principais matérias-primas para a indústria de biodiesel nas próximas décadas. No entanto, não existem máquinas para colheita ou destacamento dos frutos na usina e o estudo do comportamento dinâmico do sistema fruto-ráquila nortearia o desenvolvimento dessas máquinas. Dessa forma, objetivou-se determinar o módulo de elasticidade e a razão de amortecimento de quatro acessos provindos do Banco Ativo de Germoplasma da UFV. Foi realizado teste de tração para determinar o módulo de elasticidade. A partir dos resultados obtidos na forma gráfica, tensão versus deformação específica, foi determinado o módulo de elasticidade pelo método da tangente. Para determinar a razão de amortecimento, foi empregado o método do decremento logarítmico, realizado por meio de teste de vibração. O teste de vibração constituiu-se de um impulso para excitar o sistema. A aquisição das informações geradas foi realizada por meio de acelerômetro piezelétrico. O módulo de elasticidade médio ficou entre 2,22 e 3,17MPa e as razões de amortecimento médias ficaram entre 0,04 e 0,08. Concluiu-se que o sistema fruto-ráquila da macaúba é subamortecido.

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Apparent soil electrical conductivity (ECa) measurements can be used for crop management in precision agriculture. However, ECa is a soil attribute that presents spatial and temporal variability. It is affected by a group of factors that act simultaneously on the soil, such as the soil texture, moisture content, organic matter content and ionic concentrations in the soil solution, which complicates analysis. For soil and crop management, it is important to determine whether the pattern of the ECa spatial variability changes over time. Thus, ECa measurements have the potential for delimiting management zones that are stable over time. The objective of this work was to determine whether the spatial variability pattern of ECa is maintained over time and under different soil conditions. To this end, the ECa was measured at different soil depths using a portable sensor on two crop fields. The first step was to measure and generate an ECa map for each area. By defining a path with the maximum ECa variability, 50 sampling points were located on each field. The ECa values were measured on 20 different dates in the 0 ­ 20 cm, 0 ­ 40 cm and 0 ­ 60 cm soil layers. The soil water content was measured at the same points in the 0 ­ 20 cm layer on the same dates. The temporal stability of the ECa was analyzed using spatial and temporal variability maps, a correlation analysis and a coefficient of variation over time for each field. In both areas, the ECa exhibited temporal stability in the spatial pattern variability at the three evaluated depths, even though the soil water content values changed on each date. ECa determination presents an important alternative for mapping agricultural fields for crop management in precision agricultural systems.

A determinação da condutividade elétrica aparente do solo (CEa) pode auxiliar no gerenciamento da atividade agrícola quando adotada a agricultura de precisão. No entanto, ela é afetada por um conjunto de fatores que atuam simultaneamente no solo e que se alteram tanto no espaço quanto no tempo, como, por exemplo, a textura, o teor de água do solo, a concentração iônica da solução do solo, a matéria orgânica, dificultando a interpretação dos resultados. Buscando-se compreender se a estrutura espacial desse atributo é mantida com o decorrer do tempo e sob diferentes condições edáficas, esse trabalho foi realizado com o objetivo de analisar a estabilidade temporal do padrão espacial da CEa. Para isso, a condutividade elétrica aparente do solo foi determinada em diferentes profundidades do solo usando um sensor portátil de contato direto em duas áreas distintas. O primeiro passo foi determinar a condutividade elétrica aparente do solo e obter o mapa de CEa de cada área. Depois, demarcou-se 50 pontos amostrais buscando-se um caminho de máxima variabilidade da CEa. Então, a CEa foi determinada em 20 datas diferentes nas camadas de solo de 0 ­ 20 cm, 0 ­ 40 cm e 0 ­ 60 cm de profundidade. O teor de água do solo foi determinado na camada de 0 ­ 20 cm de profundidade, nas mesmas datas de determinação da CEa. A estabilidade temporal da CEa foi analisada por meio de mapas de variabilidade espaço-temporal, de análises de correlação e do coeficiente de variação ao longo do tempo para cada unidade amostral. Em ambas as áreas a CEa apresentou estabilidade temporal do padrão de distribuição espacial para as três profundidades avaliadas, ainda que observadas diferenças no teor de água do solo durante o período do estudo. Portanto, a determinação da CEa constitui alternativa interessante para mapeamento de campos agrícolas auxiliando no manejo em sistemas que empregam agricultura de precisão.

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RESUMO

In addition to be absorbed by plants, nitrogen (N) applied in the soil is subject to loss by leaching, volatilization and microorganism immobilization. The spectral characteristics of plants have been used for defining the N fertilizer rate. However, it has been a challenge to translate the sensor readings into the N rate. Thus, the aim of the present study was to evaluate three spectral variables to recommend variable rate N fertilization in Brachiaria decumbens using the Nitrogen Sufficiency Index (NSI). The five treatments consisted of a control plot (without nitrogen application), a reference plot with a fixed N rate of 150 kg ha-1 and three different spectral readings for applying N at variable rates. In the variable rate plots were initially applied a N rate equal to 50% of that in the reference plot, and the following rates were defined based on NSI. The three spectral variables were: a portable chlorophyll meter readings, Visible Atmospherically Resistant Index (VARIRedEdge) and the ratio between Modified Chlorophyll Absorption Ratio Index and Optimized Soil Adjusted Vegetation Index (MCARI/OSAVI). The experiment was conducted in randomized block design with five replicates during three plant harvesting. The forage was harvested when the plant height was 25 cm in the reference plot. The variable rate treatments presented better nitrogen use efficiency than the fixed rate treatment. The portable chlorophyll meter was more suitable than the used vegetation indices to recommend variable N rate fertilization since their plots produced the same dry biomass matter as in the fixed rate plot with less amount of fertilizer applied.

Além de ser absorvido pelas plantas, o nitrogênio (N) aplicado no solo está sujeito à perda por lixiviação, volatilização e imobilização pelos microrganismos. As características espectrais das plantas têm sido usadas para definir a taxa de aplicação de fertilizante nitrogenado. No entanto, tem sido um desafio transformar as leituras dos sensores em taxas de N. Assim, o objetivo do presente estudo foi avaliar três variáveis espectrais para recomendar adubação nitrogenada a taxa variável em Brachiaria decumbens, usando o Índice de Suficiência de Nitrogênio (NSI). Os cinco tratamentos consistiram de uma testemunha (sem aplicação de N), de uma parcela de referência com uma taxa de N fixa de 150 kg ha-1 e três leituras espectrais diferentes para a aplicação de N a taxas variáveis. Na taxa variável, as parcelas receberam inicialmente uma taxa de N igual a 50% da parcela de referência, e as seguintes taxas foram definidas com base no NSI. As três variáveis espectrais foram: as leituras do medidor portátil de clorofila (SPAD), Visible Atmospherically Resistant Index (VARIRedEdge) e a razão entre Modified Chlorophyll Absorption Ratio Index e Optimized Soil Adjusted Vegetation Index (MCARI/OSAVI). O experimento foi conduzido em delineamento em blocos casualizados, com cinco repetições durante três colheitas da planta. A forragem foi colhida quando a altura da planta atingiu 25 cm na parcela de referência. Os tratamentos a taxa variável apresentaram melhor eficiência de uso de N do que o tratamento a taxa fixa. O medidor portátil de clorofila foi mais adequado que os índices de vegetação usados para recomendar a adubação nitrogenada à taxa variada uma vez que suas parcelas produziram a mesma massa seca que na parcela a taxa fixa com uma menor quantidade de N aplicado.

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RESUMO

The aim of this work was to describe the weed spatial variability in a no-tillage system area in Jataí, GO, Brazil. A regular grid was used on a 22 hectares field achieving 29 sample points. The total shoot dry matter of weeds was determined on an area of 0.5 m2 and also separated on broadleaf and grassy types. Images of the sample area were classified using a supervised classifier into three classes: straw, leaves, and uncovered. The soybean leaves were manually segmented from the leave class. The images were also processed using an automatic threshold method, separating the leaves from the background. On the processed images were calculated the covered areas by each class. All variables were submitted to correlation and geostatistical analysis. A significant correlation was verified between covered area by plants and the shoot dry matter. The supervised classification and the automatic threshold method achieved similar results. When the soybean leaves were segmented, the broadleaf weeds cover area determination improved, but had no influence on the correlation with total dry matter of weeds and cover area. Spatial dependence was only verified when the two types of weeds were studied separately.

O objetivo com esse trabalho foi descrever a variabilidade especial de plantas daninhas em área cultivada sob plantio direto em Jataí, GO, Brasil. Uma grade regular foi utilizada em área de 22 ha, totalizando 29 pontos amostrais. A matéria seca total de plantas daninhas foi determinada em área de 0,5 m2 e também separada em plantas de folhas largas e folhas estreitas. Imagens da área de amostragem foram classificadas utilizando-se classificador supervisionado em três classes: palha, folhas e solo descoberto. As folhas das plantas de soja foram segmentadas manualmente a partir da classe folhas. As imagens também foram processadas utilizando-se método de limiarização automática, através da separação as folhas do fundo. Nas imagens processadas, calculou-se a área coberta por cada classe. Todas as variáveis foram submetidas a análises de correlação e geoestatísticas. Correlação significativa foi verificada entre área coberta por plantas e matéria seca total. A classificação supervisionada e a limiarização automática obtiveram resultados semelhantes. Quando as folhas da soja foram segmentadas, a determinação da infestação por plantas daninhas de folhas largas foi favorecida, mas não se verificou influência na sua correlação com a matéria seca total de plantas daninhas e área coberta. Dependência espacial só foi identificada quando os dois tipos de plantas daninhas foram estudados separadamente.

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