CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL E CALIBRAÇÃO DE FRUTOS DE CAFÉ PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS
Propriedades de contato; Ângulo de repouso; Resposta macroscópica; Simulação numérica.
A caracterização de frutos frescos de Coffea arabica L. como material particulado constitui uma etapa essencial para representar, por meio do Método dos Elementos Discretos (DEM), operações associadas à colheita, transporte, separação e processamento do café, especialmente diante da variabilidade física e mecânica decorrente dos diferentes estádios de maturação. Nesse contexto, o projeto tem como objetivo geral caracterizar experimentalmente e calibrar um modelo DEM para representar o comportamento macroscópico de frutos de café em diferentes estádios de maturação e superfícies de contato. Para isso, serão avaliados frutos da cultivar Mundo Novo classificados como verde, verde-cana e maduro, considerando, nos ensaios fruto–superfície, duas superfícies de contato: madeira e metal. Serão determinadas propriedades físicas, morfométricas e de contato, incluindo atrito estático, atrito dinâmico, coeficiente de restituição, resistência ao rolamento e ângulo de repouso. Os dados experimentais serão analisados estatisticamente, e o modelo numérico será configurado no Rocky DEM, considerando diferentes representações geométricas das partículas e etapas sequenciais de calibração baseadas em Plackett–Burman, método de ascensão, superfície de resposta, otimização por PSO e validação pelo ângulo de repouso. Os resultados preliminares indicaram que as dimensões e variáveis de forma dos frutos variam com a maturação, enquanto os parâmetros de contato apresentam dependências distintas: a restituição foi mais associada ao estádio de maturação, o atrito estático e a resistência ao rolamento à superfície de contato, e o atrito dinâmico à interação entre ambos. O ângulo de repouso não apresentou diferença significativa entre madeira e metal, e a análise computacional indicou maior viabilidade das geometrias simplificadas em relação ao modelo escaneado. Assim, os resultados experimentais fornecem uma base inicial consistente para a parametrização do modelo, cuja adequação final dependerá das etapas posteriores de calibração e validação simulada.