Agricultura de precisão

No automático

Oferta e demanda de pilotos automáticos para máquinas agrícolas não param de crescer e hoje este sistema já está se tornando uma necessidade básica para os produtores que querem aumentar a rentabilidade da lavoura

Amecanização agrícola pode trazer diversas vantagens ao agricultor, como a redução do tempo de serviço, de mão de obra, de custos para as operações e de condições insalubres de trabalho, além da melhoria do controle de qualidade das operações no campo, desde o preparo do solo à colheita da produção.

A cada ano novas tecnologias surgem e se somam às já existentes, aprimorando ainda mais as práticas agrícolas. Neste contexto, surgiu a agricultura de precisão, que se baseia no conhecimento e na consideração da variabilidade espacial e temporal dos fatores de produção e da própria produtividade. Ela envolve tecnologias que são usadas em todos os aspectos no ciclo de produção, visando melhorar a amostragem e o preparo do solo, plantio, aplicação de fertilizantes, corretivos e pesticidas, análise de falhas da lavoura e infestação de pragas, colheita, entre outros.

SISTEMA DE PILOTO AUTOMÁTICO

Inúmeras ferramentas de precisão vêm sendo desenvolvidas visando o aprimoramento das operações agrícolas, como a orientação da área já trabalhada pelo operador. A tecnologia embarcada permite a substituição dos tradicionais marcadores de linhas ou sistemas de bandeiras. O sistema de barras de luz, que utiliza sinais de orientação de sinais de satélites, consiste num painel que apresenta ao operador a linha ideal que ele deve seguir durante as passadas no campo. A simplicidade no manuseio é umas das grandes vantagens neste tipo de solução. Porém, este sistema requer um elevado nível de atenção e concentração, sendo que a qualidade do trabalho fica dependente da perícia e experiência do motorista.

O sistema de piloto automático foi desenvolvido visando contornar estes problemas. Sua utilização em tratores, pulverizadores e colhedoras, além de facilitar o trabalho do operador, reduz consideravelmente erros de espaçamento e sobreposições nas diversas operações, e em diversas situações, substitui completamente a necessidade do operador de máquinas, tornando o veículo autônomo.

Basicamente, o sistema de piloto automático funciona por meio de um receptor instalado nas máquinas agrícolas que recebe sinais de satélites e envia as informações de posicionamento ao sistema de direção da máquina, mantendo o veículo no trajeto desejado durante as operações agrícolas e realizando manobras de cabeceira, sem a interferência do operador.

Existem vários modelos de sistemas no mercado, e nem sempre o mais preciso e sofisticado é o mais adequado para toda propriedade. Deve-se considerar, inicialmente, as condições de uso e as aplicações que utilizarão o sistema, por exemplo, se o sistema pode ser utilizado em apenas uma máquina ou permite a portabilidade, podendo ser instalado no trator, pulverizador

ou colhedora. Outra consideração importante é qual o nível de precisão exigido na operação – existem sistemas com alta precisão, abaixo de 2,5cm, e outros com precisão abaixo de 15cm.

O sistema de piloto automático é composto por um conjunto de ferramentas – um receptor de sinais de satélites GNSS, computador de bordo, módulo de controle, sistema de correção, sensores e sistema de controle da direção da máquina, ocorrendo algumas variações de acordo com cada fabricante.

O receptor de sinais é instalado na parte superior da máquina agrícola, e para localizar a posição, orientação e velocidade da máquina no campo, ele utiliza o sistema GNSS (sistema global de navegação por satélite) podendo utilizar uma ou mais constelações de satélites, sendo o GPS e o Glonass os principias. Os receptores que podem receber a frequência de diferentes sistemas de satélites ao mesmo tempo possuem melhor disponibilidade de sinal e garantem uma maior integridade, precisão e confiança aos usuários do sistema.

Todo o sistema GNSS baseia-se em medir quanto tempo o sinal leva para chegar de um satélite para o receptor e determinar sua posição no planeta. Como os sinais transmitidos viajam através da atmosfera, estes são abrandados e perturbados, principalmente quando passam pela ionosfera e troposfera.

Com a função de reduzir o erro proveniente dos sinais de satélite, utiliza-se um sistema de correção. O mais utilizado é o RTK (cinemático em tempo real) onde são utilizados dois receptores, no qual um deles é estacionário e é chamado de estação base, e o outro é o receptor instalado na máquina agrícola. A estação base fica constantemente calculando correções em relação às coordenadas do ponto em que está montado, mede os erros e transmite tais correções para o receptor em tempo real, permitindo uma acurácia próxima de 2cm.

Estas informações são enviadas continuamente ao computador de bordo e são então decodificadas pelo equipamento que calcula o erro em relação à trajetória de referência armazenada no sistema e a orientação do veículo em relação à trajetória ideal. Juntamente com a informação de velocidade, esses dados são repassados para o controlador, que realiza a leitura do sensor de posição das rodas e calcula o controle em tempo hábil, enviando o sinal de comando para o atuador de direção. Além disso, o circuito controlador obtém a inclinação do veículo, além de gerenciar rotinas de segurança, enviando esses dados e qualquer outra informação para o computador de bordo.

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PILOTO ELÉTRICO OU HIDRÁULICO?

Existem duas versões de atuadores no piloto automático, elétrico e hidráulico, que diferem, basicamente, no modo de atuação e no sensor responsável pela leitura do ângulo das rodas do veículo.

O piloto automático elétrico consiste num motor elétrico acoplado diretamente ao volante do veículo, fixado na sua coluna de direção, ou um volante com motor elétrico que substitui o volante original da máquina. A posição das rodas da máquina é obtida através de um sensor localizado junto ao motor elétrico. Como vantagens, possui menor custo em relação ao hidráulico e permite a portabilida-

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Trajeto é mostrado em tempo real nos monitores de cabine de, isto é, pode-se trocar o sistema do trator para o pulverizador, colhedora ou outra máquina. E como desvantagens, apresenta dificuldade de funcionamento em veículos com grande folga na direção, permite certo deslizamento entre o atuador do motor elétrico e o volante, além de apresentar um tempo de resposta elevado ao realizar manobras súbitas.

O piloto automático hidráulico atua no sistema de direção por meio de uma válvula hidráulica conectada diretamente ao cilindro de direção do trator. Um sensor é instalado em uma das rodas do veículo para obtenção do ângulo das mesmas. Da mesma forma que o sistema elétrico, ele controla a posição das rodas, mantendo a máquina agrícola no percurso ideal sem a necessidade de intervenção do operador. Como grande vantagem, tem melhor tempo de resposta em caso de necessidade de manobras e menos erros de percurso. Em contrapartida, tem maior custo de instalação e manutenção e não possui a portabilidade.

Os benefícios do uso do sistema são evidentes – maior economia de combustível, redução de fertilizantes, de sementes e do uso de produtos químicos, maior rentabilidade, aumento da capacidade operacional e, consideravelmente, menor estresse para o operador. Com o piloto automático, o operador poderá trabalhar com linhas desenhadas previamente no computador e armazenar as operações efetuadas para que sejam utilizadas nas operações futuras. Com esse recurso, é possível efetuar a integração das operações automatizadas sob uma mesma base de dados desde o preparo do solo à colheita. .M

Ricardo Ferreira Garcia, Uenf - Campos dos Goytacazes