PROJETO DE CAIXA DE MADEIRA PARA MANGA (Mangifera Indica L.)

Ano: 2009 | Volume: 33 | Número: 3

Autores: Bárbara Janet Teruel, Neil Fernando Salazar Chacón e Roberto Funes Abrahão

Palavras-chave: otimização estrutural, área de aberturas, ar forçado, tempo de resfriamento, vibração

Resumo Português:

As perdas de produtos hortícolas no Brasil são significativas e dentre as causas cita-se o uso de caixas inadequadas e ausência
da cadeia do frio. Propõe-se um método de projeto de caixas, baseado em simulação computacional, otimização e validação experimental,
minimizando o volume de madeira, associado a aspectos estruturais, ergonômicos e distribuição da área de aberturas. Foram projetados
e construídos três protótipos de caixas (ripas retas com diferentes configurações e área efetiva de abertura de 54% e 36%). A eficiência
do resfriamento de mangas variedade Tommy Atkins (Mangifera Indica L.), foi avaliada determinando o tempo de resfriamento,
acondicionando as frutas nas caixas de madeira desenvolvidas e de papelão usadas comercialmente, resfriadas com ar forçado à
temperatura de 6ºC e umidade relativa média de 85,4±2,1%. Foi aplicado o Método de Elementos Finitos, para dimensionamento e
otimização estrutural do modelo com melhor comportamento durante o resfriamento. Todas as caixas de madeira foram submetidas
a ensaios de vibração, por duas horas (freqüência de 20 Hz). Não houve diferença significativa no tempo de resfriamento das frutas
nas caixas de madeira (38,00±1,70 min), no entanto houve diferença significativa nas caixas de papelão (82,74±29,58 min). O modelo
submetido à otimização estrutural (6% área efetiva e duas ripas laterais) teve diminuição de volume de 60% e 83% de redução da seção
transversal das colunas, com relação às condições iniciais. Não houve incidência de danos de mecânicos nas frutas após a vibração. A
simulação computacional e estrutural pode ser ferramenta de apoio para desenvolver projetos de caixas, com grande aproximação,
atendendo a critérios geométricos, ergonômicos e térmicos.

Resumo Inglês:

Losses of horticulture product in Brazil are significant and among the main causes are the use of inappropriate boxes and the
absence of a cold chain. A project for boxes is proposed, based on computer simulations, optimization and experimental validation,
trying to minimize the amount of wood associated with structural and ergonomic aspects and the effective area of the openings. Three
box prototypes were designed and built using straight laths with different configurations and areas of openings (54% and 36%). The
cooling efficiency of Tommy Atkins mango (Mangifera Indica L.) was evaluated by determining the cooling time for fruit packed in
the wood models and packed in the commercially used cardboard boxes, submitted to cooling in a forced-air system, at a temperature
of 6ºC and average relative humidity of 85.4±2.1%. The Finite Element Method was applied, for the dimensioning and structural
optimization of the model with the best behavior in relation to cooling. All wooden boxes with fruit underwent vibration testing for
two hours (20 Hz). There was no significant difference in average cooling time in the wooden boxes (36.08±1.44 min); however, the
difference was significant in comparison to the cardboard boxes (82.63±29.64 min). In the model chosen for structural optimization
(36% effective area of openings and two side laths), the reduction in total volume of material was 60% and 83% in the cross section
of the columns. There was no indication of mechanical damage in the fruit after undergoing the vibration test. Computer simulations
and structural study may be used as a support tool for developing projects for boxes, with geometric, ergonomic and thermal criteria.