Aplicação do Método dos Elementos Discretos na simulação da colheita de Citros
A citricultura é uma das grandes atividades agrícolas, tanto no Brasil, quanto no mundo, seja por meio do consumo de frutos in natura ou em produtos a partir dos frutos como sucos, doces, dentre outros. Especificamente da laranja, o Brasil produziu mais de 15,6 milhões de toneladas, gerando quase 28,5 bilhões de reais em 2024, sendo o país de maior produção mundial. Todavia, a colheita de citros é realizada de forma manual, requerendo um grande número de pessoal e demandando um tempo maior para a colheita. Para isto, desenvolver máquinas colhedoras para a citricultura é de grande importância para a otimização do processo de colheita e da cadeia produtiva. Desenvolver novas máquinas colhedoras é uma tarefa complexa, uma vez que as plantas são uma estrutura não linear e de alta complexidade, onde suas propriedades mecânicas podem alterar ao longo de sua geometria. Conhecer as propriedades mecânicas das plantas é essencial para o projeto de uma colhedora, tornando seu mecanismo mais efetivo para determinada cultura, otimizando a colheita dos frutos e reduzindo os danos às plantas. De forma a auxiliar o projeto de máquinas, otimizando o custo e tempo de projeto, a simulação computacional vem sendo aplicada em diversos cenários a fim de simular o comportamento de um processo industrial ou agrícola. Dentre os modelos de simulação, o Método dos Elementos Discretos (DEM, do inglês Discrete Element Method) têm ganhado uso devido à sua característica de representar processos macro em microestruturas, denominadas partículas. Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento do modelo de uma planta de citros a partir de sua caracterização mecânica via Método dos Elementos Discretos. Foram coletadas partes da planta de citros e realizados ensaios mecânicos em laboratório para obtenção de parâmetros mecânicos para calibração dos parâmetros da simulação numérica. Os resultados preliminares em ensaio de flexão mostraram potencial do uso de estruturas de fibras para modelagem dos ramos via DEM a partir de um ensaio de flexão. A partir destes resultados, espera-se a modelagem computacional da planta e interações com partes da colhedora, além da geração de um banco de dados de parâmetros mecânicos e de simulação. Como contribuições do trabalho, são esperadas a elaboração de um roteiro de ensaios mecânicos para a plantas de citros e a construção de um modelo virtual de uma planta utilizando estrutura de fibras flexíveis.