Behavior of sugarcane trash submitted to shearing in laboratory conditions

From an engineering standpoint, few papers on crop residue shearing have been published, especially with respect to sugarcane and information on the subject is scarce. Therefore, the objective of this work was to study the behavior of sugarcane trash submitted to shearing, as a function of its moisture content, thickness of trash layer and the oblique angle of the blade. A strength transducer, connected to the base of the blades and to an automatic data logger, was utilized to collect data, working at an acquisition rate of 9600 Hz. Results showed significant differences in the required strength when the oblique angle of the blade is changed, and a linear trend with the amount of trash between 4 and 16 t ha-1. The strength requirement and the energy demand showed an exponential behavior with changes in moisture content of sugarcane trash. For moisture content above 28% (dry basis), the differences between required shearing strengths and energy demands were no longer significant. The maximum shearing strength showed a linear trend which was inversely proportional to the oblique angle of the blade.Do ponto de vista da engenharia, poucos trabalhos a respeito do corte de restos culturais têm sido publicados, sendo escassas, portanto, as informações sobre o assunto. Sendo assim, este trabalho objetivou-se, estudar o comportamento da palha da cana-de-açúcar quanto ao corte, em função de sua umidade, espessura de sua camada e do ângulo oblíquo da lâmina. Para a coleta de dados foram utilizados um transdutor de força, acoplado á base das lâminas, e um sistema automático de coleta de dados, que trabalhou com taxa de aquisição de 9600 Hz. Os resultados demonstraram diferença significativa na força requerida quando se varia o ângulo oblíquo da lâmina e tendência linear desta força, com o aumento da quantidade de palha, entre 4 e 16 t ha-1. Verificou-se, também, que o requerimento de força e a demanda de energia, quando se variou a umidade da palha, apresentaram comportamento exponencial sendo que, acima de 28%, em base seca, as diferenças para a força de corte requerida e para a demanda de energia passaram a não ser mais significativas. A força máxima de corte apresentou tendência linear e inversamente proporcional ao ângulo oblíquo da lâmina.30431

Variabilidade espacial de atributos do solo e produtividade da cultura de cana-de-açúcar em relação a localização topográfica

Soils submitted to the same management system in places with little variation of landscape, manifest differentiated spatial variability of their attributes and crop yield. The aim of this work was to investigate the correlation between spatial variability of the soil attributes and sugarcane yield as a result of soil topography. To achieve this objective, a test area of 42 ha located at the São João Sugar Mill, in Araras, in the State of São Paulo, Brazil, was selected. Sugarcane yield was measured with a yield monitor fitted in a sugarcane harvester and GPS signal. A total of 170 soil samples were taken at regular 50 m grid, at a depth of 0 - 0.2 m. The area under study was divided into two sites based on topography. The following soil attributes were analysed: organic matter (OM) content, exchangeable potassium (K), calcium (Ca) and magnesium (Mg), their base saturation percentage (%BS), cation exchange capacity (CEC), pH, clay, silt, total sand and density. The use of landscape and geostatistics enable defining areas with different spatial variability in soil attributes and crop yield, providing the visualization and definition of homogeneous management zones. The largest spatial variability of soil attributes and sugarcane yield was in the lowest part of the field.Solos submetidos ao mesmo sistema de manejo em locais com pequena variação de relevo manifestam variabilidade espacial diferenciada de atributos do solo e das plantas. Objetivou-se com este trabalho estudar a correlação entre a variabilidade espacial de atributos físicos e químicos do solo com a produtividade da cana-de-açúcar em duas posições do relevo, de acordo com a topografia da área. O estudo foi realizado no município de Araras, SP, em uma área de 42 ha, pertencente à Usina São João. Para o mapeamento da produtividade da cultura da cana-de-açúcar utilizou-se um monitor de produtividade acoplado à colhedora e ao sinal de GPS. Coletaram-se 170 amostras do solo, em uma malha regular de 50 m entre pontos, na profundidade de 0,0 - 0,2 m. O talhão de estudo foi dividido em duas áreas menores, segundo a topografia. Os atributos do solo avaliados foram: teor de matéria orgânica (MO), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), saturação por bases (V%), capacidade de troca catiônica (CTC), pH, argila, silte, areia total e densidade. O uso do relevo e da geoestatística possibilitou definir áreas com diferentes variabilidades espaciais para atributos do solo e produtividade da cultura de cana-de-açúcar, proporcionando a visualização e definição de zonas homogêneas de manejo de acordo com o relevo. A maior variabilidade espacial de atributos do solo e a produtividade da cultura de cana-de-açúcar ocorreram na parte mais baixa do talhão.1250125

Contouring the soil surface during cutting and/or lifting of agricultural products

Harvesting and loading of products, such as beans, sugarcane and some horticultural ones require a precise ground contouring process. Lifting forks should neither get away from the ground surface nor penetrate into it in order to avoid losses in the first case or product contamination with silt or soil bacteria in the second case. Active or passive mechanisms can be used to follow the ground profile. Lifting or cutting devices can be mounted on linkages having instant rotation centers adequately located for optimum flotation performance. The reference point of the ground following process should be close enough to the lifting or cutting point to avoid position errors resulting from ground surface unevenness. The main limitations of the articulated fork of the combine sickle bar and the double disk base cutter of the Australian sugarcane harvesters are discussed and alternative solutions are proposed to improve ground following performance. Research results of passive mechanisms having low and high mass are discussed together with an active control system for a combine header.Durante a colheita ou o carregamento de produtos rasteiros como feijão, cana-de-açúcar e alguns produtos hortícolas, torna-se necessário seguir com precisão o perfil do solo sem que os garfos levantadores se afastem nem penetrem no solo, para evitar perdas no primeiro caso ou contaminação do produto com sílica e bactérias, no segundo caso. O seguimento do perfil poderá ser feito por mecanismos ativos ou passivos, cujos cortadores ou levantadores possam ser sustentados por barras articuladas com centros instantâneos de rotação virtual ou real, de cuja localização depende o desempenho de flutuação o qual, por sua vez, depende também da localização do ponto de referência utilizado para o controle de altura, que deve estar próximo do ponto de levantamento ou corte do produto. Os casos particulares de uma ponteira articulada utilizada na barra de corte das colhedoras combinadas e do cortador de disco duplo das colhedoras Australianas de cana-de-açúcar, são analisados. Formas alternativas de se melhorar o desempenho de seguimento do perfil do solo são apresentadas, incluindo resultados para mecanismos passivos de pequena e grande massa, assim como um mecanismo ativo que utiliza modelos dinâmicos da plataforma para efetuar o controle retroalimentado de posição.15115

Vegetation characterization through the use of precipitation-affected SAR signals

Current space-based SAR offers unique opportunities to classify vegetation types and to monitor vegetation growth due to its frequent acquisitions and its sensitivity to vegetation geometry. However, SAR signals also experience frequent temporal fluctuations caused by precipitation events, complicating the mapping and monitoring of vegetation. In this paper, we show that the influence of a priori known precipitation events on the signals can be used advantageously for the classification of vegetation conditions. For this, we exploit the change in Sentinel-1 backscatter response between consecutive acquisitions under varying wetness conditions, which we show is dependent on the state of vegetation. The performance further improves when a priori information on the soil type is taken into account.1010FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESP2013/50943-

System of synchronism between sugar cane harvest machine and infield wagon

One of the problems found in mechanical harvest of sugar cane is the lack of synchronism between the harvest machine and the infield wagon, causing crop losses as well as operational capacity. The objective of the present research was to design a system capable of helping to synchronize the sugar cane harvest machine with the wagon. The communication between tractor and harvest machine is wireless. Two ultrasound sensors coupled to the elevator and a microprocessor manage such information, generating a correct synchronization among the machines. The system was tested in laboratory and on field performing its function adequately, maintaining the two machines in synchronization, indicating and alerting the operators their relative positions. The developed system reduced the sugar cane lost in 60 kg ha-1 comparing to the harvest with the system turned off.Um dos problemas encontrados na colheita mecanizada da cana-de-açúcar é a falta de sincronismo entre a colhedora e o transbordo, ocasionando perdas tanto de material como de capacidade operacional. A presente pesquisa teve como objetivo desenvolver um sistema capaz de auxiliar no sincronismo entre a colhedora e o veículo de transbordo por meio de comunicação sem fio. Dois sensores de ultra-som acoplados ao elevador e um microprocessador gerenciam tais informações, gerando correta sincronia entre as máquinas. O sistema foi testado em laboratório e em campo, cumprindo corretamente a função de manter as máquinas em sincronia, indicando e alertando aos operadores as suas posições relativas. O sistema desenvolvido reduziu as perdas de rebolo em cerca de 60 kg ha-1, comparado com a colheita realizada com o sistema desligado.274282Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Sugar cane loss monitor, adapted to a commercial chopper sugar-cane harvester

In the last few years the sugar-cane mechanical harvested area has increased, especially in regions with appropriated slop. The use of this technology brings some inconveniences, such as, the increase in the percentage of extraneous matter, which causes the reduction of technological quality of the raw material, and losses in the field. Extraneous matter (trash) is composed of tops and leaves in major percentage, plus soil and roots, and eventually some metal parts. In the green cane harvest system the percentage of extraneous matter has a tendency to increase due to the great amount of vegetal matter to be processed. The increase in the blower fan speed to reduce the amount of extraneous matter can lead to an unacceptable economic level of raw material losses. The main objective of this work was, using a cane loss monitor, to evaluate and quantify the amount of visible losses of sugar cane through the primary extractor at two different fan speeds. Afterwards these losses were related to the harvester cleaning efficiency. The piezoelectric transducer shows a reasonable sensibility. The results show that the cleaning efficiency in the primary extractor (85% mean), the cane losses (between 5.68% and 2.15%) and fan speed are interrelated. The total losses and specially splinters (between 3.19% and 0.91%), showed a significant difference among the treatments.A área de cana colhida mecanicamente tem crescido, sobretudo em regiões com relevo até 12% de declividade, principalmente por ser essa uma forma de viabilizar a colheita de cana-de-açúcar crua a um custo competitivo. A adoção desse sistema introduz certos inconvenientes, tais como: aumento dos índices de matéria estranha na carga, o que, por sua vez, implica a redução da qualidade tecnológica da matéria-prima fornecida para moagem, e perdas de colmos e/ou frações no campo. A tentativa de reduzir tais índices, por meio do aumento da velocidade de saída de ar dos extratores das colhedoras, pode aumentar as perdas de matéria-prima em níveis inaceitáveis economicamente. Este trabalho avaliou o nível de perdas visíveis de lascas de cana, por meio do extrator primário da colhedora, para duas rotações do ventilador, monitorado por sensor de perdas de cana desenvolvido especialmente para esse fim. Em seguida, essas perdas foram relacionadas com a eficiência de limpeza da colhedora. Os resultados mostraram que a eficiência de limpeza do extrator primário (cerca de 85%), as perdas de cana-de-açúcar em geral (entre 5,68% e 2,51%) e a velocidade do ventilador estão diretamente relacionados. As perdas (totais), e principalmente lascas (entre 3,91% e 0,91%), apontaram diferenças significativas entre os tratamentos estudados.76477

Improvement of the billet metering mechanism used for mechanical planting of sugarcane

Brazilian production of alcohol and sugar holds an important position among producing countries, with 5.4 million hectares of sugarcane harvested by the industry during 2000. The State of São Paulo contributes with 2.5 million hectares of this total. The agricultural operations represent approximately 65% of the total sugar and alcohol production costs. Nearly 45% of the agricultural operational cost is due to planting. The low yield for conventional planting operations where an operator plants about 0.27 ha d-1 justifies the development of a mechanism, designed for uniform plant distribution. The objective of this work was to improve the performance of an existing sugarcane planter, using computational engineering aids such us WM3D and MatLab. The optimized model simulated with only one of the analyzed sugarcane diameters, showed satisfactory results, with characteristics compatible with the models presenting ideal operational conditions. Optimized model simulations for cane diameter varying by 10 mm showed cells filled with excess of billets, which is in agreement with the experimental results.No Brasil, o complexo sucroalcooleiro ocupa lugar de destaque, com 5,4 milhões de hectares de cana colhida para a indústria em 2000, dos quais 2,5 milhões no Estado de São Paulo. O setor agrícola representa cerca de 65% dos custos na produção de álcool e açúcar e aproximadamente 45% desse custo são destinados à etapa de plantio. O baixo rendimento das operações de plantio onde um trabalhador planta, em média, 0,27 ha d-1, justifica o desenvolvimento de um mecanismo dosador de rebolos de cana-de-açúcar, tendo como objetivo a distribuição uniforme de mudas. Utilizando-se recursos computacionais de engenharia como WM3D e MatLab, procurou-se aprimorar um dispositivo de dosagem de rebolos existente. O modelo otimizado, quando simulado com apenas um dos diâmetros de rebolo em análise, apresentou resultados satisfatórios e características compatíveis às dos modelos que apresentaram condição ideal de operação. As simulações do modelo otimizado para variações do diâmetro do rebolo, da ordem de 10 mm apresentaram, como resposta, incidência de células com excesso de rebolo, resposta esta também verificada nos resultados experimentais.54655

Magnetogels based on iron oxide nanoparticles and peptide hydrogels containing Naproxen and/or RGD

In this work, iron oxide nanoparticles, with diameters around 12 nm, were synthesized by coprecipitation method in aqueous solution. These nanoparticles exhibit a superparamagnetic behavior, with a coercive field of 9.7 Oe and a blocking temperature of 118 K. The nanoparticles were successfully incorporated in peptide-based hydrogels containing naproxen (Npx) and/or RGD. The ability of these magnetogels to act as drug nanocarriers is being investigated, aiming at developing multifunctional therapeutic nanosystems.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Photodeposition of silver on Zinc/Calcium ferrite nanoparticles: A contribution to efficient effluent remediation and catalyst reutilization

The efficient photodegradation of textile dyes is still a challenge, especially considering resistant azo dyes. In this work, zinc/calcium mixed ferrite nanoparticles prepared by the sol-gel method were coupled with silver by a photodeposition method to enhance the photocatalytic potency. The obtained zinc/calcium ferrites are mainly cubic-shaped nanoparticles sized 15 ± 2 nm determined from TEM and XRD and an optical bandgap of 1.6 eV. Magnetic measurements indicate a superparamagnetic behavior with saturation magnetizations of 44.22 emu/g and 27.97 emu/g, respectively, for Zn/Ca ferrite and Zn/Ca ferrite with photodeposited silver. The zinc/calcium ferrite nanoparticles with photodeposited silver showed efficient photodegradation of the textile azo dyes C.I. Reactive Blue 250 and C.I. Reactive Yellow 145. Subsequent cycles of the use of the photocatalyst indicate the possibility of magnetic recovery and reutilization without a significant loss of efficiency.This work was supported by the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) in the framework of the Strategic Funding of CF-UM-UP (UIDB/04650/2020) and research project PTDC/QUI-QFI/28020/2017 (POCI-01-0145-FEDER-028020) funded by FCT, FEDER, PORTUGAL2020, and COMPETE2020

Enzymatic inhibition studies of selected flavonoids and chemosystematic significance of polymethoxylated flavonoids and quinoline alkaloids in Neoraputia (Rutaceae)

Our taxonomic interest in the Neoraputia stimulated an investigation of N. paraensis searching for alkaloids. Fractions were monitored by ¹H NMR and ESI-MS/MS and only those which showed features of anthranilate alkaloids and flavonoids absent in the previous investigations were examined. Stems afforded the alkaloids flindersine, skimmianine, 8-methoxyflindersine and dictamnine; leaves yielded 3',4',7,8-tetramethoxy-5,6-(2,2-dimethylpyrano)-flavone, 3',4',5,7,8-pentamethoxyflavone, 5-hydroxy-3',4',6,7-tetramethoxyflavone, 3',4'-methylenedioxy-5,6,7-trimethoxyflavone and 5-hydroxy-3',4'-methylenedioxy-6,7-dimethoxyflavone. The alkaloids have remained undiscovered for 10 years. A number of flavonoids isolated from N. paraensis, N. magnifica, Murraya paniculata, Citrus sinensis graft (Rutaceae), Lonchocarpus montanus (Leguminosae) were evaluated for their ability to inhibit the enzymatic activity of the protein glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase from Trypanosoma cruzi. Highly oxygenated flavones and isoflavone were the most actives.Nosso interesse quimiotaxonômico sobre Neoraputia nos estimulou a examinar N. paraensis, visando a busca de alcalóides. As frações foram monitoradas via RMN ¹H e ESI-EM/EM e foram analisadas somente aquelas cujos espectros apresentavam características de alcalóides do ácido antranílico e flavonóides não isolados anteriormente. Foram isolados do caule os alcalóides flindersina, skimmianina, 8-metoxiflindersina e dictamnina; das folhas os flavonóides 3',4',7,8-tetrametoxi-5,6-(2,2-dimetilpirano)-flavona, 3',4',5,7,8-pentametoxiflavona, 5-hidroxi-3',4',6,7-tetrametoxiflavona, 3',4'-metilenodioxi-5,6,7-trimetoxiflavona e 5-hidroxi-3',4'-metilenodioxi-6,7-dimetoxiflavona,. Os alcalóides do ácido antranílico não foram encontrados em dez anos. Vários flavonóides isolados de N. paraensis, N. magnifica, Murraya paniculata, enxerto de Citrus sinensis (Rutaceae) e Lonchocarpus montanus (Leguminosae) foram testados frente a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Trypanosoma cruzi, visando verificar seus potenciais em inibir a atividade da enzima. Os flavonóides polimetoxilados e um isoflavonóide foram os mais ativos.380387Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES