Agricultura de precisão

Telemetria em cana

O sistema de telemetria no plantio de cana-deaçúcar possibilita, além de monitorar o desempenho operacional da máquina, o monitoramento da qualidade da operação

Acultura da cana-de-açúcar é a que mais investe em telemetria, um sistema de transmissão de dados que vai do campo ao centro de operações agrícolas (COA). O objetivo dessa tecnologia é gerenciar de forma integrada as operações, realizando o monitoramento intenso dos processos de colheita, transbordo, transporte e logística devido à sua interdependência com a atividade industrial, em que o desempenho dessas operações está ligado à performance agroindustrial da usina. Por meio desse sistema de telemetria instalado no campo é possível am-

pliar as operações mecanizadas que são monitoradas pela equipe técnica da usina, como a operação de plantio. Essa, assim como a colheita, é estratégica para a cana-de-açúcar, pois o plantio é realizado, em média, a cada seis anos (um corte da cana-planta e outros cortes de suas brotações) e envolve diversas etapas, como a abertura de sulcos, a colocação de mudas e cobrição. Com isso, um plantio realizado com qualidade é primordial para a viabilidade técnica e econômica da cultura, garantindo produtividade (t/ ha) e longevidade (aumento do número de cortes).

Para o monitoramento do plantio, as máquinas dessa operação são instrumentadas com monitores de bordo, onde são registrados os tempos operacionais de plantio, deslocamento, manobras e paradas. Além disso, esse sistema realiza o monitoramento do consumo de combustível, da rotação do motor e da velocidade de deslocamento. Todas essas informações são transmitidas em tempo real via rede de telefonia celular própria para a sede da usina, para serem visualizadas e analisadas por um cento de operações agrícolas (COA).

Com as máquinas da operação de plantio instrumentadas, um dos indicadores que devem ser monitorados é o da velocidade de trabalho, pois

Fotos José Vitor Salvi

Monitor de bordo no trator (esq.) e controle operacional agrícola (COA) da usina (dir.)

um deslocamento fora do especificado pela equipe técnica prejudica a qualidade da operação e o desempenho da máquina (hectares por hora trabalhada).

Como exemplo da importância do monitoramento do plantio, apresentamos a análise de duas áreas de uma empresa agrícola de cana-de-açúcar. Em uma área (Área 1, de 33,3ha), foi monitorada a operação de sulcação com adubação e na outra (Área 2, de 43,2ha), foram monitoradas a cobrição e a aplicação de defensivos nos sulcos.

Por meio dos dados de telemetria, foram gerados os mapas de velocidades das respectivas operações, mostrados nas Figuras 1 e 2.

A configuração da sulcadora-adubadora para esta área foi para operar em velocidade de 5,5km/h e com isso a máquina realizaria a adubação na dose de 500kg/ha, de acordo com o recomendado pela equipe agronômica.

Observou-se por meio dos dados do sistema de telemetria que menos de 5% da área foi sulcada com esta configuração (cor verde no mapa). A maior parte (83% da área) foi realizada em velocidade superior, na faixa de 6,5km/h a 7,5km/h (cores amarelas e laranjas no mapa). Esse fato resulta na redução da qualidade da sulcação com doses de fertilizantes inferiores à recomendada, já que esse tipo de máquina não possui mecanismo de compensação de velocidade.

Para as áreas em que a velocidade foi de 6,5km/h ocorreu uma redução de 15% do fertilizante aplicado. Já

Figura 1 - Mapa de velocidade de sulcação para o plantio de cana-de-açúcar (Área 1, 33,30ha) obtido por dados de telemetria das máquinas

Figura 2 - Mapa de velocidade de cobrição do plantio de cana-de-açúcar (Área 2, 43,20 ha) obtido por dados de telemetria das máquina

para a área em que a velocidade foi de 7,5km/h, a diferença entre o configurado e o aplicado foi de 26% a menos. Também se observa que em torno de 7% da área teve sulcação na faixa de 8,5km/h, onde a redução de fertilizante aplicado ficou em 35% inferior (cor vermelha no mapa).

A aplicação de doses de fertilizantes abaixo do recomendado resulta em menores produtividades no canavial devido à deficiência nutricional. Nessas áreas em que as velocidades de trabalho foram superiores à configurada também pode ocorrer redução na profundidade de sulcação.

Na Área 2, apresentada na Figura 4, a configuração do cobridor foi para operar na velocidade de 9,5km/h e aplicação de 135L/ha de defensivos nesta velocidade. Os dados de telemetria mostram que em 48% da área foi realizada conforme a configuração do cobridor (cor verde-escuro no mapa).

Em 45% da área, a máquina operou na velocidade de 10,5km/h (cor verde-claro no mapa). Isso gerou uma redução da qualidade na cobrição, já que, além da possibilidade de as mudas não serem cobertas corretamente, ocorreu redução em 18% da quantidade de defensivos no sulco de plantio, prejudicando a proteção dos mesmos contra doenças e pragas de solo. Essa diferença de dose aplicada ocorre pelo fato de que esse tipo de máquina não possui um sistema de compensação de velocidade.

O QUE FAZER COM

OS RESULTADOS?

Com a análise das operações que

A telemetria no plantio permite, além de monitorar o desempenho operacional da máquina em ha/h, o monitoramento da qualidade desta operação

Fotos José Vitor Salvi

Detalhes do sulco pronto para o plantio e com a cultura em estágio inicial de crescimento

compõem o plantio (neste caso a sulcação com a adubação e a cobrição com a aplicação de defensivos), é possível realizar melhorias para as operações futuras, como veremos a seguir.

Por meio dos mapas de velocidade, é importante verificar no campo como está a qualidade do plantio (profundidade de sulcação, percentual e profundidade de cobrição) além da porcentagem de brotação nesses locais em que a velocidade de trabalho foi superior à recomendada pela equipe agronômica; realizar um treinamento com a equipe do plantio e a equipe do centro de operações agrícolas para evidenciar a importância de realizar a operação dentro dos valores especificados; configurar os monitores de bordo com limitadores de velocidade de operação (alarmes), em que o sistema avisa tanto para o operador quanto para o centro de operações agrícolas se a máquina ultrapassar a velocidade determinada, realizando assim uma solução em tempo real do problema de velocidade fora dos limites especificados.

Sendo assim, observa-se que o sistema de telemetria no plantio permite, além de monitorar o desempenho operacional da máquina em ha/h, o monitoramento da qualidade dessa operação, que é determinante para a viabilidade econômica da cultura, já que a qualidade do plantio influencia diretamente na produtividade e na longevidade do canavial.

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José Vitor Salvi Luís Ricardo Bergamo e Maria Rafaela de Souza dos Santos, Fatec Pompéia

Todos os processos do plantio podem ser monitorados, gerando dados importantes para tomadas de decisão

Frota conectada

A comunicação entre máquinas é uma tecnologia cada vez mais crescente nas lavouras brasileiras, possibilitando que até mesmo implementos compartilhem seus dados entre si, trabalhando com precisão grandes áreas ao mesmo tempo

Aagricultura moderna vem passando por profundas transformações tecnológicas, requerendo constante atualização por parte dos profissionais da área devido à complexidade dos novos aportes tecnológicos. A automatização de processos, o gerenciamento de operações, a eletrônica embarcada nas máquinas agrícolas e o geoprocessamento englobam os principais avanços tecnológicos, passando a fazer parte da rotina diária no manejo das propriedades rurais. Essas tecnologias compõem, inicialmente, o que se chama de agricultura de precisão (AP), migrando atualmente para a interpretação de dados e as tomadas de decisões em tempo real, definidas como agricultura digital (AD) ou agricultura 4.0.

Nesse sentido, o uso de tecnologias no meio agrícola é uma realidade crescente, confluindo a outras áreas como, por exemplo, a tecnologia da informação (TI), possibilitando o envio de dados para a nuvem, almejando predições de aplicações e a automação de máquinas, chegando, assim, ao conceito original de agricultura 4.0.

De forma simples, a agricultura 4.0 é um modo de produção mais evoluído. Busca englobar um conjunto de tecnologias integradas que utilizam o conceito de Indústria 4.0, caracterizado pela evolução do sistema de manufatura e áreas como informática, inteligência artificial, internet das coisas e robótica. Tem como objetivo aperfeiçoar a gestão, o monitoramento e o controle da produção. Por conseguinte, mesmo que ainda exista muito por fazer, a agricultura conectada está cada vez mais presente nas fazendas brasileiras e a evolução já é perceptível. Diferentemente de outras tecnologias utilizadas isoladamente ao longo do tempo, a agricultura 4.0 tem como estrutura principal a possibilidade de integrar diferentes ferramentas tecnológicas no mesmo instante e local.

CONHECENDO A TECNOLOGIA

Dentre as diferentes tecnologias disponíveis no mercado, destaca-se a comunicação entre máquinas, conhecida também como Machine to machine. Essa tecnologia realiza a conexão entre as máquinas, estabelecida por uma comunicação como, por exemplo, via rádio. Dessa maneira, ocorre o compartilhamento de informações referentes aos parâmetros de operação, que são interpretadas pelo controlador individual de cada máquina, de forma específica.

A sincronização entre máquinas ou implementos de mesma função oportuniza, a partir da troca de informações, realizar um melhor planejamento das operações, executar manejos padronizados e definidos para cada talhão, evitar transpasses em aplicações, consequentemente, gerar eco-

nomia de insumos, bem como melhorar a eficiência operacional.

Além disso, os sistemas possibilitam compartilhar, para uma rede em tempo real, os dados referentes à execução das operações de cada uma das máquinas dentro do talhão, como: a taxa de aplicação, a velocidade de trabalho e os relatórios de área aplicada. Outrossim, torna possível importar operações de talhões, linhas guias e mapas de aplicação em taxa variável de todos os controladores com os quais o sistema esteja pareado.

Normalmente, a comunicação entre os equipamentos é realizada por meio de um chicote elétrico, utilizando a rede de Controller Area Network (CAN). Dessa forma, o sistema permite o pareamento, o controle e o desligamento dos mecanismos atuadores que equipam as máquinas.

USOS E PERSPECTIVAS

Diante do crescente avanço tecnológico da agricultura surgem alguns obstáculos como, por exemplo, a falta de conectividade com a internet. Geralmente, a conexão ocorre somente na sede da propriedade ou num raio de abrangência limitado, resultando em problemas no momento da transmissão de dados para a nuvem ou entre as máquinas. Embora existam tecnologias como a internet por satélite, essa ainda é uma realidade que apresenta algumas limitações no momento.

Diante desse cenário, o uso de sinal de radiofrequência torna-se uma opção interessante para a transferência de dados entre as máquinas, possibilitando o uso em qualquer lugar remoto, independentemente se exista ou não sinal de internet. A informação é transferida por mensagens através de rádios transmissores montados em cada uma das máquinas. Cabe destacar que o diferencial do sistema de conexão via rádio se deve à criação de uma rede local de longo alcance e baixa perda de comunicação.

Vale destacar que a comunicação e sincronização entre máquinas terá significativo emprego no campo, podendo-se mencionar, de modo geral, o uso em máquinas que se complementam, permitindo que uma assuma o controle da outra. A título de exemplo, podemos mencionar a colhedora assumindo o controle dos reboques graneleiros ou a semeadora controlando os comboios de abastecimento.

No que tange às diferentes operações envolvendo máquinas e equipamentos agrícolas, falhas e sobreposições são um problema recorrente. Dentre essas operações, destacam-se as aplicações de corretivos, fertilizantes, defensivos e semeadura, que dispondo ou não de piloto automático, quando trabalhando em conjunto com outras máquinas na mesma área, surgem os maiores problemas. Nesse caso, recai sobre os operadores a necessidade de orientação das faixas de aplicação de forma totalmente visual, considerando

Alexandre Schafer

Nonononononono

Equipamentos de aplicação a lanço de corretivo de solo e fertilizantes utilizando o sistema de sincronização via rádio entre máquinas

A B

Figura 1 - Sobreposições de aplicação de corretivo de solo nas intersecções entre máquinas utilizando o sistema de sincronização (A) e sem o sistema de sincronização (B)

rastros deixados pelo produto aplicado ou dos rodados da passagem anterior, o que nem sempre é possível.

Particularmente, nas aplicações a lanço o uso de ferramentas de sincronização permite que a operação seja realizada utilizando duas ou mais máquinas dentro do mesmo talhão, proporcionando uma redução considerável dos valores referentes à quantidade de produto e sobreposição nas intersecções das faixas de aplicação (Figura 1).

Levando-se em consideração esses aspectos nas operações de pulverização, a sincronização de máquinas irá minimizar a contaminação do ambiente devido à redução de perdas de produto por aplicação desnecessária ou falhas, o que diminui os riscos de fitotoxicidade nas culturas, garantido melhorias na sustentabilidade socioeconômica e ambiental do sistema produtivo. Ainda convém lembrar que o mesmo conceito e abordagem aplica-se à operação de semeadura, obtendo-se respostas interessantes quanto aos espaçamentos e às sobreposições.

Nesse sentido, ao analisarmos de forma mais abrangente, as tecnologias disponíveis para a agricultura almejam melhorar a eficiência do processo produtivo, a fim de aumentar a produção por área, e não pela expansão das áreas de cultivo. Os desafios são eminentes, o que aumenta, cada vez mais, a necessidade de desenvolver pesquisas e engenharia de ponta, visando atender às necessidades impostas pela atual conjuntura da agricultura moderna.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Portanto, a utilização do sistema de sincronização possibilita reduzir falhas e sobreposições, bem como aumentar a eficiência por meio da complementação entre máquinas em diferentes operações, evitando gastos desnecessários por meio da otimização de recursos.

Ademais, o desenvolvimento e a adoção de novas tecnologias se tornam indispensáveis no gerenciamento e na redução dos custos de produção, bem como colaboram na permanência do agricultor no campo, fazendo com que as gerações futuras optem em permanecer na atividade agrícola em função do conforto e da conectividade. .M

Alexandre Schafer, Empresa Stara Alexandre Russini e Rogério Rodrigues de Vargas, Universidade Federal do Pampa José Fernando Schlosser e Valmir Werner, Universidade Federal de Santa Maria