Desenvolvimento de um protótipo de baixo custo para automação de pulverizadores agrícolas

Abstract

O crescimento populacional das últimas décadas demandou grande aumento na produção agrícola, especialmente nos gêneros alimentícios. Com isso, visando reduzir perdas e garantir produtividade, os agricultores tornam-se cada vez mais dependentes da aplicação de agrotóxicos em suas lavouras, por meio dos pulverizadores. Esse uso massivo dos defensivos agrícolas representa alto custo para o produtor, além de trazer riscos a sua saúde, ao meio ambiente e à própria segurança alimentar da população. Nesse contexto, novas tecnologias têm sido desenvolvidas para tentar tornar mais efetiva a pulverização agrícola, reduzindo a quantidade de produto aplicado e dosando seu uso conforme necessidade da cultura. O reconhecimento dessa variabilidade espacial e temporal da lavoura é tratado pela Agricultura de Precisão e a adequação da pulverização pode ser feita por gestão localizada, com aplicação a taxa variada ou acionamento liga/desliga. Neste trabalho, então, é proposto um protótipo de baixo custo que, por meio de soluções de automação, permite que um pulverizador trabalhe com aplicação do tipo liga/desliga. Com essa solução, a partir dos comandos enviados pelo operador do trator, via smartphone, pode-se controlar a abertura dos bicos de pulverização de forma individualizada, que é o chamado controle bico-a-bico. Para isso, o protótipo conta com um módulo de controle, implementado em plataforma Arduino, além de monitoramento da pressão e da vazão ao longo da barra de pulverização. O protótipo conta também com funcionalidade de registrador de eventos (data logger), armazenando os estados de todos os bicos e os valores dos sensores nos mesmos instantes de tempo, viabilizando futuras análises e relatórios de aplicação.

The world's population growth in the last decades demanded a great increase in agricultural production, especially in food. Therefore, in order to reduce possible losses and guarantee productivity, farmers depend more and more on the application of agrochemicals in their crops. This massive use of pesticides represents not only a high cost to the farmers but also a risk to their health, to the environment, and even to the safety of the food consumed by the population. In this context, new technologies have been developed to make agricultural spraying more effective, reducing the amount of pesticides applied and dosing their use according to the need of the crop. The recognition of its spatial and temporal variability is treated by Precision Agriculture. In the case of pest management it can be done using variable-rate sprayers or using on/off application with individual nozzle control. Thus, this thesis proposes a low-cost prototype in a modular solution to automate existent agricultural sprayers. The solution allows individual nozzle opening and uses on/off solenoid valves, pressure and flow sensors, Arduino boards, and smartphone. Additionally, the prototype has a data logger function to store nozzle status and sensor values, allowing future analysis and application reports.