Cotton is harvested with large and heavy machines that are very efficient but have some disadvantages. They can harvest the crop only once at the end of the growing season. Since cotton bolls do not mature uniformly, the early opened bolls expose their fiber to weather for extended periods, reducing lint quality. In addition, the machines can also compact the soil, reducing water and fertilizer usage efficiencies and crop yields in the following years. Robotic cotton harvesting offers a promising solution to these issues. Smaller robotic harvesters could go to the field multiple times during the season to pick cotton bolls as soon as they open. Such harvesters could be lightweight, minimizing the risk of soil compaction. This dissertation research includes designing an end-effector for robotic cotton harvesting, designing a robotic platform and integrating the custom-designed end-effector, and developing multiple manipulation control algorithms. The robotic platform has a 3-DOF (degrees of freedom) manipulator and a ZED 2i stereo camera. The robot was tested under lab and field conditions to evaluate its performance in object detection, localization, and picking. The tests proved that manipulating the arm while picking a boll increased the picking ratio – the weight of the picked seed cotton over the whole weight of the seed cotton that the robot attempted to pick – by up to 23%. However, it increased the cycle time. Therefore, the control algorithm was improved to a closed-loop system to touch just the unpicked areas of a boll. The best control algorithm, i.e., I-FMW (improved-feedback-based manipulation while picking), could achieve a 72.0% picking ratio with a cycle time of 8.8 s during lab tests. The field tests were conducted to find the contribution of three main systems (detection, localization, and picking) to the losses. The tests showed that detection, localization, and picking subsystems could achieve performance of 78.1%, 70.0%, and 83.1% respectively. Therefore, detection and localization systems must be improved. Utilizing better sensors, modifying detection and localization algorithms, adding the boll orientation information, and controlling illumination conditions as much as possible would improve the picking performance and make the robot a step closer to a commercial product.

Functional Dendritic Structures from Bile Acids: Supramolelcular Hosts, Light Harvesters and Drug Carriers Chapter 1. An Overview of Functional Dendrimers. Dendrimers are welldefined, hyperbranched macromolecules that are prepared by highly controlled iterative methodologies. The ability to modulate the size, molecular weight, chemical functionalities and the position and number of functional groups in dendrimers make them promising candidates for a wide variety of applications. In this chapter, three areas 1) hostguest chemistry 2) light harvesting and 3) drug delivery, where dendrimers are increasingly finding applications, are discussed with selected examples. Chapter 2. Hydroxyl Terminated Dendritic Oligomers from Bile Acids: Synthesis and Properties. Bile acids are excellent building blocks for dendritic construction because of their many interesting features. They are readily available, chiral, facial amphiphiles with complementary functionalities. Moreover, due to the large size of the bile acid units, a dendritic structure consisting of only a few such repeat units can have an extended structure with multiple functionalizable groups. (figure 1) The high reactivity of the chloroacetyl group has been exploited for the synthesis of bile acid based first and second-generation dendrons with glycolate linkers and multiple hydroxyl groups. The synthesis involves only a few steps and avoids the use of protecting groups for the terminal hydroxyl groups. The synthesis of a bile acid tetramer is shown here as an example (Figure 1). Carboxyl protected cholic acid was reacted with chloroacetylchloride to generate the trischloroacetylated derivative. This compound on reaction with excess of sodium cholate generated the tetramer with nine hydroxyl groups via displacement of the chlorides. In order to synthesize higher generation dendritic structures, perchloroacetylated firstgeneration dendrons were first synthesized. These were subsequently reacted with excess of sodium deoxcholate to generated secondgeneration dendrons with multiple hydroxyl groups (Figure 2). All the compounds were characterized by H NMR, C NMR, IR, ESIMS/MALDI-TOF, HPLC and elemental analysis(wherever possible) Figure 2. Structure of tridecamer. These dendritic structures with facially amphiphilic bile acid backbones on the periphery were able to solubilize cresol red, a hydrophilic dye, in a nonpolar solvent, thus exhibiting reverse micellar characteristics. Chapter 3. Multiple Naproxen Appended Bile Acid Dendrimers as Light Harvesters and Drug Carriers. Part I. Synthesis and Characterization. Using the same synthetic strategy as in Chapter 2, bile acid based dendritic structures appended with multiple bioactive (S)naproxens were generated as potential drug carriers. The construction of these dendrimers was accomplished using per(chloroacetylated) bile acid dendrons and conveniently displacing all the chlorides with naproxen units. Since naproxen is photoactive with a high fluorescence quantum Figure 3. Structures of secondgeneration dendrimers and a monomer with multiple naproxens. yield, the photophysical properties of these multichromophoric dendrimers could be further explored (Figure 3). By functionalizing the carboxyl group on the side chain with an anthracenyl moiety the energy transfer properties of these dendrimers could be studied. In this section the synthesis of first and secondgeneration dendritic structures with multiple naproxen units at the periphery and benzyl/anthracenyl moiety on the side chain are described (Figure 3). Model compounds using monomeric bile acid units were synthesized for comparison with the dendritic structures. All the compounds were characterized by H NMR, C NMR, IR, ESIMS/MALDITOF, HPLC and elemental analysis (wherever possible). Part II: Absorption, Fluorescence and Intramolelcular Energy Tranfer Studies. Absorption studies showed that the molar extinction coefficients increase linearly with increasing number of naproxen units and the absorption spectra of anthracenyl moiety remain unchanged in all the dendritic systems. These indicated the absence of ground state interaction between the chromophores. In the 275-290 nm absorption region, the molar extinction coefficient of naproxen is much greater than that of the 9-anthracenylmethyl chromophore. Hence excitation in this region would mainly excite the naphthalene chromophore. Upon excitation at 275 nm, there was predominant emission from the anthracenyl moiety in the dendritic structures (containing both chromophores) and the fluorescence intensity increased with increasing number of naproxens(Figure4). This indicated that the dendrimers act as efficient light harvesters with energy transfer from naproxen to anthracene (intramolecular nature of the energy transfer was confirmed through control experiments). (Figure 4: Refer PDF File) The fluorescence and energy-transfer properties were further investigated by time-resolved fluorescence spectroscopy. The presence of fast decay component(s) in the naproxen decay in dendritic structures (containing both chromophores) indicates that its fluorescence is quenched in the presence of anthracene due to energy transfer ((λex 275 nm, λem 350 nm (Figure 5). This was further confirmed by monitoring the fluorescence of the sensitized anthracenyl chromophore (λex 275 nm, λem 436 nm) which exhibited a fast rise comparable to he quenched naproxen lifetime(s). The efficiency of energy transfer was estimated by donor quenching by both steadystate and timeresolved techniques. The dendritic structures exhibited high energy transfer efficiencies (~ 70 – 90 %) with the net efficiency decreasing from the first to second-generation. Part III. In vitro Study of Hydrolysis of Naproxen Appended Bile Acid Prodrugs by Chemical and Enzymatic Methods. The naproxen appended bile acid dendrimers consist of hydrolyzable ester and glycolate linkers. Hence the chemical stability and enzymatic degradation with possible release of naproxen was studied. Two compounds, monomer appended with two naproxens and trimer with four naproxens have been used for the initial investigations (Figure 6). The compounds were found to be highly stable towards chemical hydrolysis and did not show any hydrolysis in phosphate buffer, pH = 7.4 even after 7 days. Since the compounds were not soluble in water, Arabic gum and TritonX were used for emulsification. Figure 6. Structures of monomer and trimer. (Refer PDF File) The enzymatic hydrolysis of the compounds was then studied using Candida Rugosa Lipase. In both cases, there was slow hydrolysis of the substrate and intermediates were formed (with release of free naproxen) which were detected by HPLC (reverse phase column with a UV detector). The trimer underwent much slower hydrolysis compared to the monomer. The intermediates were characterized by absorption and mass (ESIMSQTOF) spectrometry.

Em função de pressões ambientais e, consequente proibição da queima, escassez de mão de obra e necessidade de redução de custos, a colheita mecanizada de cana-de-açúcar vem aumentando consideravelmente nos últimos anos. Diversos são os aspectos que podem influenciar na capacidade operacional de colhedoras, podendo ser eles de ordem de campo, ou seja, condições de trabalho em nível de lavoura, administrativa, que diz respeito a aspectos gerenciais e de planejamento e, por fim, da máquina, que tratam de questões relacionadas às características construtivas da colhedora. Nas ultimas safras, dado a diversos aspectos, a produtividade agrícola vem apresentando amplitudes consideráveis e, com tendência de queda, impactando, diretamente nos custos por tonelada colhida. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi de verificar o comportamento dos custos da colheita mecanizada de cana-de-açúcar em três faixas de produtividade agrícola. O desenvolvimento do trabalho tomou como referência a base de dados da safra 2010/2011 da Companhia Agrícola São João, fornecedora de cana-de-açúcar para a Usina Barra Grande (Lençóis Paulista/SP). Para avaliação da influência da produtividade agrícola nos custos de colheita, foram pré-selecionadas áreas da companhia cujas produções estimadas figuravam nas seguintes faixas de produtividade (tratamentos): T1 - 35 a 70 t ha-1; T2 - 71 a 100 t ha-1 e T3 - 101 a 135 t.ha-1. No total foram consideradas 6 áreas (repetições) por tratamento. A demonstração geral do comportamento dos dados foi feita a partir da análise estatística descritiva e para análise estatística foi utilizado o delineamento experimental inteiramente casualizado, aplicando-se o teste F ao nível de 5% de probabilidade, e o Teste de Tukey, para as comparações de probabilidade no caso de eventuais diferenças entre médias. Foi constatado que os valores de capacidade de colheita tendem a ser maiores quando a máquina está operando em condições de maior produtividade agrícola, refletindo, consequentemente, na redução de custos por tonelada colhida. Tal relação se mostrou mais sensível a menores valores de produção, sendo que se recomenda, portanto, que sejam realizadas reformas dos canaviais de baixas produtividades (< 50 t ha-1), de modo a não comprometer ainda mais os custos de produção da cana-de-açúcar. / In function of the increasing environmental pressures and, the prohibition of sugarcane burning, as well as a lack of labor force and the necessity of cost reduction, the mechanized harvest of the sugarcane has been growing considerably in the past few years. There are many aspects that can affect the operational capacity of a harvester machine, they might be field related, as in the work at a crop level, of administrative order, regarding the managerial and planning aspects, and finally, the machine itself, dealing with matters related to the constructive characteristics of the harvester. In the last harvests, thanks to a diversity of aspects, the agricultural productivity has been showing considerable variations, with a decline tendency, thus, affecting directly the cost by harvested ton. Therefore, the objective of this study was to evaluate the behavior of mechanized harvesting costs in three distinct intervals of agricultural productivity. The development of this work used as a reference the sugarcane harvest database entries for 2010/2011 from \"Agrícola São João\", a company with its production committed to the Barra Grande sugar-ethanol mill (Lençóis Paulistas/SP). To evaluate the influence of the agricultural productivity on the harvest costs, three company areas were preselected, with productivity intervals (treatments) estimated in: T1 - 35 to 70 t ha-1; T2 - 71 to 100 t ha-1 and T3 - 101 to 135 t ha-1. In a total of 6 areas (repetitions) for each treatment. The general presentation of the data behavior was made using descriptive statistical analysis and, for the statistical analysis a completely randomized design was used, applying the Ftest at a likelihood level of 5%, as well as a Tukey Test for the comparison of probabilities in case of eventual differences between the means. It was observed that the value for harvesting capacity tends to be higher when the machine is operating under conditions of high agricultural productivity. Such relation has showed to be more sensitive to lower values of production, thus, it is usually recommended that the sugarcane crop should undergo a reform when productivity levels are low (< 50 t ha- 1), in a such a way that does not compromises even more the sugarcane production costs.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Sacccharum spp.), tendo processado, de acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 571,4 milhões de toneladas na safra 2011/2012. Analisando-se todas as operações deste processo de produção, a etapa de colheita pode ser considerada uma das mais importantes e determinantes, podendo absorver em média mais de 30% do custo total do setor agrícola de uma usina. A substituição da colheita semimecanizada pela colheita mecanizada possibilita não só a redução destes custos, mas a solução de problemas ligados à escassez de mão-de-obra, bem como às políticas ambientais vigentes que visam à eliminação gradativa da queima do canavial. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho efetivo de três modelos de colhedoras fabricadas no país. Os ensaios de campo foram realizados em uma usina da região de Novo Horizonte, Estado de São Paulo, no mês de novembro de 2010. A variedade colhida foi a SP91-1285, de segundo corte, sem queima prévia, com espaçamento de 1,5 m e produtividade agrícola média de 78,89 t ha-1. O canavial foi classificado como de porte ereto, em solo de textura arenosa e declividade de 2%. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3X2, sendo avaliados três modelos de colhedoras com duas velocidades de deslocamento diferentes (5,00 km h-1 e 7,00 km h-1) e seis repetições para cada velocidade, totalizando 12 determinações para cada variável analisada e cada repetição correspondendo a aproximadamente 150 m de colheita. A metodologia de ensaio utilizada foi a proposta por Ripoli e Ripoli (2009), por intermédio de determinações das eficácias de manipulação, capacidades efetivas, índices de perdas de matéria-prima, índices de matérias estranhas mineral e vegetal colhidas, consumo de combustível, frequência de comprimento e índice de cisalhamento de rebolos. Foi verificado que o aumento da velocidade proporcionou um aumento significativo na eficácia de manipulação e em todas as capacidades efetivas. Além disso, houve diminuição significativa do índice de perdas totais e nos consumos de combustível, exceto no consumo de combustível por unidade de tempo (L h-1), que não obteve diferenças significativas. Sendo assim, o aumento da velocidade de deslocamento resultou em ganhos no desempenho efetivo. / Brazil is the largest sugarcane (Saccharum spp.) producer in the world. According to the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply, there have been processed 571.4 million tons in 2011/2012. Analyzing all operations in this production process, the stage of harvest can be considered one of the most important and conclusive, and absorbing on average more than 30% of the total cost of the agricultural sector of a sugarcane mill. The replacement of semi-mechanized harvesting by mechanized harvesting not only enables the reduction of production costs, but also solve the problems related to shortage of manpower as well as the existing environmental policies towards the burning of sugarcane. Thus, this study aimed to evaluate the effective performance of three harvesters models manufactured in the country. The field tests were conducted at a sugarcane mill in the region of Novo Horizonte, State of Sao Paulo, in November 2010. The sugarcane variety harvested was the SP91-1285, the second cut, without burning, with 1.5 m spacing between rows with agricultural productivity average of 78.89 t ha-1. The test area has been classified as erect sugarcane, in sandy soil and slope of 2%. The statistic analyses design was entirely randomized with schema factorial 3X2, being evaluated three harvesters models with two different harvesting speeds (5.00 km h-1 and 7.00 km h-1) and six repetitions for each speed, a total of 12 determinations analyzed for each variable and each repetition corresponding to approximately 150 m of harvesting. The testing methodology was that proposed by Ripoli and Ripoli (2009), through measurements of the effectiveness of manipulation, effective capacities, loss rates of raw material, rates of mineral and vegetal impurities harvested, fuel consumption, damage index and length frequency of the billets. It was verified that the increase in speed provided a significant increase in effectiveness of manipulation and all effective capacities. Besides, a significant decrease of the total loss rate and the fuel consumption, except in the fuel consumption per unit time (L h-1) which received no significant differences. Thus, increasing the speed of displacement resulting in gains in effective performance.

A cultura da cana de açúcar é uma importante atividade de produção de energia renovável e que envolve diversos setores da economia do país. Nas duas últimas décadas houve um aumento significativo nos investimentos e consequentemente da produção dessa cultura. Na produção da cana de açúcar são necessárias várias operações, envolvendo do preparo e sistematização do solo à colheita e transporte da matéria prima para a indústria. As operações podem ser analisadas com o enfoque de um processo fornecedor-cliente onde a operação anterior influencia as subseqüentes. A colheita é de extrema importância, pois além dos custos envolvidos e de ser a última operação do processo agrícola, ela é responsável pelo fluxo contínuo de matéria prima a ser entregue na indústria. Portanto, para o sucesso da atividade, existe a necessidade de se realizar um planejamento adequado da operação de colheita, necessidade que é reforçada pelo aumento da produção e das áreas de colheita mecanizada. Com isso, o objetivo desse trabalho foi definir as prioridades técnicas referentes ao planejamento do processo de colheita mecanizada de cana de açúcar. Para tanto utilizou-se a metodologia função do desdobramento da qualidade (QFD ) para definir os requisitos e os parâmetros do projeto. No presente caso, uma Usina produtora de açúcar e álcool foi considerada como cliente da colheita mecanizada. Os resultados evidenciaram que para atender as necessidades dos clientes os principais requisitos técnicos necessários foram a capacidade de processamento da máquina, o tempo da colhedora efetivamente em operação, tempo de manobra, número de manobras por hectare, tempo perdido com a falta de transbordo. A metodologia permitiu planejar a operação de colheita, identificando e priorizando os requisitos técnicos. / Sugar cane is an important activity which generates renewable energy and involves several sectors of the countrys economy. For the last two decades, there was a significant increase on investments and production at this crop. Several operations that involve the preparing and soil systematization to harvesting and raw material transportation to industry are necessary on sugar cane production. The operations can be analyzed focusing a supplier-client process where the previous operation influences the following ones. The harvesting, the last operation in the agriculture process, is very important for, besides the involved costs it is also responsible for the continuous flow and the quality of raw material delivered to industry. Therefore, to be a successful activity, there must be a proper planning or the harvesting operation, which is pointed out by the increasing of the production and areas of mechanized harvesting. Due these factors the objective of this study was to define the technical priorities for the mechanized harvesting planning. So, the QFD Method was used in order to establish the requirements considered critics by the client and the compatibility between theses requirements and the project parameters. In this current case, a mill that produces sugar, alcohol was considered as the client for mechanized harvesting. The results showed that in order to satisfy the clients needs, the main technical requirements were the machine processing capacity, the effective time of the harvester in operation, the maneuver time, the number of maneuver by hectare, the lack of infield wagon. It was possible to plan the harvesting operation, identify and define the technical requirements because of the methodology used.

Orientador: Kléber Pereira Lanças / Banca: Silvio José Bicudo / Banca: Saulo Philipe Sebastião Guerra / Banca: Alberto Kazushi Nagaoka / Banca: Antonio Gabriel Filho / Resumo: A colheita é uma das atividades mais importantes na agricultura devido ao seu alto valor agregado, compreendendo operações custosas do processo produtivo, devido a alta demanda energética. Sua boa execução contribui para o retorno dos investimentos realizados em todo o ciclo produtivo de uma cultura. Informações dos desempenhos operacional, energético e ergonômico são de grande importância no gerenciamento de sistemas mecanizados agrícolas, auxiliando nas decisões a serem tomadas, visando a racionalização operacional. O objetivo do presente estudo consistiu na avaliação de três colhedoras de soja, sendo a primeira com plataforma de 7,62 m, motor de 176,4 kW e tanque graneleiro de 7.200 L, a segunda com plataforma de 7,01 m, motor de 161,7 kW e tanque graneleiro de 6.700 L e a terceira com plataforma de 6,71 m, motor de 165,4 kW e tanque granaleiro de 6.000 L com seus respectivos mecanismos atuadores, para identificar os sistemas mais eficientes quanto à racionalização da demanda energética, ergonomia e desempenho operacional relativos a perdas quantitativas e qualitativas de soja, em área de plantio direto na palha. O experimento foi realizado no campo de produção da fazenda Igreja Velha, Município de Tibagi/PR e as análises laboratoriais no Núcleo de Ensaio de Máquinas e Pneus Agroflorestais (NEMPA) da FCA-UNESP, Campus de Botucatu/SP e no laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Fitotecnia da FEIS-UNESP, Campus de Ilha Solteira/SP. A avaliação do consumo energético foi realizada através da utilização de um fluxômetro, em condições normais de operação da colhedora, e para o desempenho operacional foram obtidos todos os tempos de operação das máquinas. Para a análise das perdas de grãos foram determinadas as perdas de pré-colheita; na plataforma; na trilha, separação e limpeza; e as totais...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstrac: The harvest is one of the most important operation in agriculture due to its high cost, energy demand and its good execution depends the return of investment made in the crop season. Information concerning the operational and ergonomic performance is of great importance in management of agricultural machinery systems to rationalize mechanized operations in agricultural farm. The objective of the present study consisted of evaluating three soybean combine harvesters, the first one with 7,62 m width header, 176,4 kW engine power and 7.200 L grain tank size, the second one with 7,01 m width header, 161,7 kW engine power and 6.700 L grain tank size and the third one with 6,71 m width header, 165,4 kW engine power and 6.000 L grain tank size with its respective mechanisms actuators, to identify the most efficient system in rationalization energy demand, ergonomics and operational performance. The combine harvest test was done at Igreja Velha farm, Tibagi/Parana State, the data analysis were done at Sao Paulo State University - Botucatu and the seed analysis at Sao Paulo State University - Ilha Solteira. The fuel consumption evaluation was made through the use of fluxometer in normal combine operation conditions and for the operational performance was determined all the running machine times. For the grain losses analysis, it was obtained previous losses before harvest; in the headers; in the separation and cleaning system; and total. In all treatments had been...(Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

A cultura da cana-de-açúcar esta relacionada, principalmente, com a produção energia, podendo ser tanto por meio do etanol, quanto do açúcar ou quanto da energia elétrica. A demanda por alimentos e energia é crescente, proporcionando assim um crescimento da produção nacional destes produtos. Devido a essa necessidade, surge a importância de um planejamento para um sistema de colheita mecanizado na cultura, com a finalidade de atender ao aumento do consumo e às exigências legais oriundas dos fatores ambientais e sociais. Sendo assim, o objetivo geral desse estudo foi o de realizar, por meio de um estudo de caso, um modelo de dimensionamento operacional e econômico da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, em uma destilaria na região de Assis, estado de São Paulo. Por tal, foi realizado um planejamento e caracterização dos conjuntos mecanizados para a colheita nas áreas do estudo de caso, por meio de definição do custo horário, tempo disponível, ritmo operacional e número de conjuntos. Com esses índices, a destilaria pretende aplicar o modelo e atender as premissas do Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro antes do prazo limite exigido para a mecanização da colheita da cana-de-açúcar. O investimento em tecnologia e manejo agrícola visando o aumento de produtividade por hectare é o fator de impacto imediato no custo de produção por tonelada. / The sugar cane crop is mainly related, with the production of this energy, can be either through the sugar or ethanol, and electric power. The demand for food and energy is increasing, thereby providing a growth of domestic production of those products. Because of this need, dawns the importance of planning for a mechanized harvesting system in culture, in order to meet the increased consumption and legal demands from environmental factors and female members. Thus, the overall objective of this research is to achieve, by means of a case study, an economic and operational scaling model of mechanical harvesting sugar cane in a distillery in the region of Assis, São Paulo State. Therefore, it was held a joint planning and characterization of mechanized harvesting in the areas of case study, by means of definition of timetable available, cost, time, and number of sets operating rhythm. With these indexes, the distillery want to apply the template and meet the assumptions of agricultural environmental Protocol of sugar-alcohol sector before the time limit required for the mechanization of the harvest of sugar cane. Investment in agricultural technology and management aimed at the increase of productivity per hectare is the immediate impact factor in the cost of production per ton.

A cultura da cana-de-açúcar esta relacionada, principalmente, com a produção energia, podendo ser tanto por meio do etanol, quanto do açúcar ou quanto da energia elétrica. A demanda por alimentos e energia é crescente, proporcionando assim um crescimento da produção nacional destes produtos. Devido a essa necessidade, surge a importância de um planejamento para um sistema de colheita mecanizado na cultura, com a finalidade de atender ao aumento do consumo e às exigências legais oriundas dos fatores ambientais e sociais. Sendo assim, o objetivo geral desse estudo foi o de realizar, por meio de um estudo de caso, um modelo de dimensionamento operacional e econômico da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, em uma destilaria na região de Assis, estado de São Paulo. Por tal, foi realizado um planejamento e caracterização dos conjuntos mecanizados para a colheita nas áreas do estudo de caso, por meio de definição do custo horário, tempo disponível, ritmo operacional e número de conjuntos. Com esses índices, a destilaria pretende aplicar o modelo e atender as premissas do Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro antes do prazo limite exigido para a mecanização da colheita da cana-de-açúcar. O investimento em tecnologia e manejo agrícola visando o aumento de produtividade por hectare é o fator de impacto imediato no custo de produção por tonelada. / The sugar cane crop is mainly related, with the production of this energy, can be either through the sugar or ethanol, and electric power. The demand for food and energy is increasing, thereby providing a growth of domestic production of those products. Because of this need, dawns the importance of planning for a mechanized harvesting system in culture, in order to meet the increased consumption and legal demands from environmental factors and female members. Thus, the overall objective of this research is to achieve, by means of a case study, an economic and operational scaling model of mechanical harvesting sugar cane in a distillery in the region of Assis, São Paulo State. Therefore, it was held a joint planning and characterization of mechanized harvesting in the areas of case study, by means of definition of timetable available, cost, time, and number of sets operating rhythm. With these indexes, the distillery want to apply the template and meet the assumptions of agricultural environmental Protocol of sugar-alcohol sector before the time limit required for the mechanization of the harvest of sugar cane. Investment in agricultural technology and management aimed at the increase of productivity per hectare is the immediate impact factor in the cost of production per ton.

A cultura da cana de açúcar é uma importante atividade de produção de energia renovável e que envolve diversos setores da economia do país. Nas duas últimas décadas houve um aumento significativo nos investimentos e consequentemente da produção dessa cultura. Na produção da cana de açúcar são necessárias várias operações, envolvendo do preparo e sistematização do solo à colheita e transporte da matéria prima para a indústria. As operações podem ser analisadas com o enfoque de um processo fornecedor-cliente onde a operação anterior influencia as subseqüentes. A colheita é de extrema importância, pois além dos custos envolvidos e de ser a última operação do processo agrícola, ela é responsável pelo fluxo contínuo de matéria prima a ser entregue na indústria. Portanto, para o sucesso da atividade, existe a necessidade de se realizar um planejamento adequado da operação de colheita, necessidade que é reforçada pelo aumento da produção e das áreas de colheita mecanizada. Com isso, o objetivo desse trabalho foi definir as prioridades técnicas referentes ao planejamento do processo de colheita mecanizada de cana de açúcar. Para tanto utilizou-se a metodologia função do desdobramento da qualidade (QFD ) para definir os requisitos e os parâmetros do projeto. No presente caso, uma Usina produtora de açúcar e álcool foi considerada como cliente da colheita mecanizada. Os resultados evidenciaram que para atender as necessidades dos clientes os principais requisitos técnicos necessários foram a capacidade de processamento da máquina, o tempo da colhedora efetivamente em operação, tempo de manobra, número de manobras por hectare, tempo perdido com a falta de transbordo. A metodologia permitiu planejar a operação de colheita, identificando e priorizando os requisitos técnicos. / Sugar cane is an important activity which generates renewable energy and involves several sectors of the countrys economy. For the last two decades, there was a significant increase on investments and production at this crop. Several operations that involve the preparing and soil systematization to harvesting and raw material transportation to industry are necessary on sugar cane production. The operations can be analyzed focusing a supplier-client process where the previous operation influences the following ones. The harvesting, the last operation in the agriculture process, is very important for, besides the involved costs it is also responsible for the continuous flow and the quality of raw material delivered to industry. Therefore, to be a successful activity, there must be a proper planning or the harvesting operation, which is pointed out by the increasing of the production and areas of mechanized harvesting. Due these factors the objective of this study was to define the technical priorities for the mechanized harvesting planning. So, the QFD Method was used in order to establish the requirements considered critics by the client and the compatibility between theses requirements and the project parameters. In this current case, a mill that produces sugar, alcohol was considered as the client for mechanized harvesting. The results showed that in order to satisfy the clients needs, the main technical requirements were the machine processing capacity, the effective time of the harvester in operation, the maneuver time, the number of maneuver by hectare, the lack of infield wagon. It was possible to plan the harvesting operation, identify and define the technical requirements because of the methodology used.

O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (Sacccharum spp.), tendo processado, de acordo com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 571,4 milhões de toneladas na safra 2011/2012. Analisando-se todas as operações deste processo de produção, a etapa de colheita pode ser considerada uma das mais importantes e determinantes, podendo absorver em média mais de 30% do custo total do setor agrícola de uma usina. A substituição da colheita semimecanizada pela colheita mecanizada possibilita não só a redução destes custos, mas a solução de problemas ligados à escassez de mão-de-obra, bem como às políticas ambientais vigentes que visam à eliminação gradativa da queima do canavial. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho efetivo de três modelos de colhedoras fabricadas no país. Os ensaios de campo foram realizados em uma usina da região de Novo Horizonte, Estado de São Paulo, no mês de novembro de 2010. A variedade colhida foi a SP91-1285, de segundo corte, sem queima prévia, com espaçamento de 1,5 m e produtividade agrícola média de 78,89 t ha-1. O canavial foi classificado como de porte ereto, em solo de textura arenosa e declividade de 2%. O delineamento estatístico utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3X2, sendo avaliados três modelos de colhedoras com duas velocidades de deslocamento diferentes (5,00 km h-1 e 7,00 km h-1) e seis repetições para cada velocidade, totalizando 12 determinações para cada variável analisada e cada repetição correspondendo a aproximadamente 150 m de colheita. A metodologia de ensaio utilizada foi a proposta por Ripoli e Ripoli (2009), por intermédio de determinações das eficácias de manipulação, capacidades efetivas, índices de perdas de matéria-prima, índices de matérias estranhas mineral e vegetal colhidas, consumo de combustível, frequência de comprimento e índice de cisalhamento de rebolos. Foi verificado que o aumento da velocidade proporcionou um aumento significativo na eficácia de manipulação e em todas as capacidades efetivas. Além disso, houve diminuição significativa do índice de perdas totais e nos consumos de combustível, exceto no consumo de combustível por unidade de tempo (L h-1), que não obteve diferenças significativas. Sendo assim, o aumento da velocidade de deslocamento resultou em ganhos no desempenho efetivo. / Brazil is the largest sugarcane (Saccharum spp.) producer in the world. According to the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply, there have been processed 571.4 million tons in 2011/2012. Analyzing all operations in this production process, the stage of harvest can be considered one of the most important and conclusive, and absorbing on average more than 30% of the total cost of the agricultural sector of a sugarcane mill. The replacement of semi-mechanized harvesting by mechanized harvesting not only enables the reduction of production costs, but also solve the problems related to shortage of manpower as well as the existing environmental policies towards the burning of sugarcane. Thus, this study aimed to evaluate the effective performance of three harvesters models manufactured in the country. The field tests were conducted at a sugarcane mill in the region of Novo Horizonte, State of Sao Paulo, in November 2010. The sugarcane variety harvested was the SP91-1285, the second cut, without burning, with 1.5 m spacing between rows with agricultural productivity average of 78.89 t ha-1. The test area has been classified as erect sugarcane, in sandy soil and slope of 2%. The statistic analyses design was entirely randomized with schema factorial 3X2, being evaluated three harvesters models with two different harvesting speeds (5.00 km h-1 and 7.00 km h-1) and six repetitions for each speed, a total of 12 determinations analyzed for each variable and each repetition corresponding to approximately 150 m of harvesting. The testing methodology was that proposed by Ripoli and Ripoli (2009), through measurements of the effectiveness of manipulation, effective capacities, loss rates of raw material, rates of mineral and vegetal impurities harvested, fuel consumption, damage index and length frequency of the billets. It was verified that the increase in speed provided a significant increase in effectiveness of manipulation and all effective capacities. Besides, a significant decrease of the total loss rate and the fuel consumption, except in the fuel consumption per unit time (L h-1) which received no significant differences. Thus, increasing the speed of displacement resulting in gains in effective performance.