8 maneiras de deixar sua lavoura mais inteligente utilizando sensores no campo

A evolução tecnológica tem tornado a agricultura cada vez mais eficiente e produtiva. Elementos como imagens de satélite, estudos do solo, respostas e análises feitas de forma instantânea e automatização vem transformando esse cenário e tornando-o cada vez mais interessante. Eu já dei aqui provas de que a tecnologia vem mudando a agricultura no Brasil. Dentre as inovações que vem ganhando cada vez mais espaço, é interessante destacar os sensores na agricultura.

Esses sensores, que vem sendo adotados pelos grandes produtores, mas que também podem ser utilizados nas pequenas lavouras, permitem obter diversas informações importantes sobre a vegetação, o solo e outros elementos fundamentais.

1- sensores na agricultura

Os sensores permitem que você tenha informações de qualidade sobre o cultivo, clima local e o solo. Além disso, é possível obter informações que vão além da percepção humana, potencializando e agilizando a coleta de dados; realizando comandos de forma automática ou remota; e executando tarefas e ações a distância em tempo real. A agricultura vive uma era digital, do bigdata e da IOT ( internet das coisas). Empresas como  a Monsanto estão apostando no Big data como a nova geração de agricultura orientada a dados.

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(via Imetos Brasil)

Por exemplo, já é possível você ter acesso a uma rede de sensores espalhados no Brasil.

O Cemaden desenvolveu um mapa interativo, com todos pluviômetros e estações meteorológicas cadastradas. Estes sensores são automáticos e atualizados de hora em hora.

cemaden

Você pode acessar as informações por cidade e até fazer download dos arquivos. O monitoramento climático pode reduzir até 42% do uso de defensivos agrícolas em lavouras. Se você ainda não monitora o clima da sua lavoura, esta pode ser uma excelente ferramenta gratuita.

A internet das coisas na agricultura criará novas oportunidades na Agricultura Brasileira. Através desta tecnologia é possível acessar grandes bancos de dados de sensores que estão remotos. Utilizar esses dados para entender o passado e prever o futuro com estatísticas avançadas. Por exemplo, a IOT pode ajudar a indicar onde e quando o insumo deve ser aplicado na terra, pode entender o clima e ter maior assertividade no período chuvoso.

Pode ser útil para tomada de decisão em outras áreas relacionada a investimento, financiamento de safras e máquinas, seguro e logística. Com as análises dos  dados oriundo da sensores instalados no campo, empresas podem aumentar as receitas e diminuir os custos, às vezes, as duas coisas ao mesmo tempo. Esta indústria orientada a dados está prestes a se tornar  um mercado de US$ 6 bilhões até 2022, esse tipo de agricultura utiliza o Big Data e a tecnologia de sensores para otimizar a produção agrícola.

Se você deseja conhecer melhor os 8 sensores mais utilizados na agricultura de precisão; quer entender o funcionamento dos principais sensores disponíveis no mercado; compreender suas funções e vantagens; ou mesmo deseja aprender mais sobre o assunto, esse artigo foi feito para você.

A importância do sensoriamento nas operações agrícolas

Os sensores são grandes aliados no desenvolvimento da agricultura de precisão, isto é, são elementos importantes para seu desenvolvimento e sucesso. No entanto, muitas pessoas ainda não conhecem os tipos de sensores disponíveis atualmente, suas funções, vantagens e aplicações.

Sistemas de sensoriamento, quando aliados à técnicas de agricultura de precisão, oferecem melhoria significativa no processo produtivo e também na sustentabilidade ambiental e em seu potencial retorno econômico. Como exemplo podemos destacar a aplicação localizada de insumos, em tempo real, em cada lavoura e de acordo com as suas necessidades específicas.

sensores na agricultura

Softwares e aplicativos aliados a sensores monitora culturas, custos, receitas, condições meteorológicas e outros fatores de operação de fazenda.

Da mesma forma que o maquinário agrícola complementa o serviço braçal do agricultor, os sensores são seus olhos e ouvidos na lavoura, mesmo que de forma remota.

Além de permitir identificar e obter dados de forma ágil e facilitada, também permitem executar tarefas difíceis ou em condições de trabalho inacessíveis aos seres humanos.

Aplicações dos sensores agrícolas na lavoura

Por definição, o sensoriamento agrícola é a obtenção de informações sem que haja contato físico direto com o objeto sensorizado.

Em geral, os sensores agrícolas são ópticos, térmicos ou elétricos, além de permitirem monitorar funções específicas como teor de umidade ou fluxo de grãos, dentre outras aplicações.

sensoriamento remoto

(via agrosatélite)

Seu uso tem sido realizado em diversas aplicações, como avaliação do estado hídrico e nutricional de plantas; detecção de plantas daninhas e de insetos; contagem e fluxo de grãos; dentre outras possibilidades.

Instituições financeiras  e bancos utilizam sensoriamento remoto para crédito agrícola. O uso de sensores também oferece uma maneira eficiente e rápida de controlar variações temporais e espaciais dentro de uma área ou propriedade agrícola.

Além disso, também é possível destacar que as tecnologias de sensoriamento, como as destacadas nos 8 sensores mais utilizados agricultura, são desenvolvidas visando oferecer informações de qualidade sobre o solo; diferentes tipos de estresses de plantas; estimar produção de culturas; dentre outras vantagens bastante nítidas para o agricultor.

Algumas das melhores utilidades do sensoriamento agrícola:

Índices de vegetação

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(via Geo Drones)

Dentre as utilizações dos sensores agrícolas, é possível destacar a análise e desenvolvimento de índices de vegetação, que permitem obter índice de crescimento, estado nutricional e também produtividade.

Também é possível analisar questões como estresses bióticos e abióticos; estimar o crescimento e as condições da planta; além de ser possível prever e classificar a produtividade das culturas.

Daniel Duft destacou as aplicações do NDVI na agricultura:

  • Monitoramento de culturas;
  • Detecção de secas;
  • Localização de pragas;
  • Estimativas de produtividade;
  • Modelagem hidrológica;
  • Mapeamento de culturas.

Características de solo

Também é possível utilizar os sensores para analisar e prospectar características do solo de uma lavoura, cultura ou propriedade, em tempo real.

Isso permite agilizar e tornar mais eficiente a análise do solo e potencializar os resultados da agricultura de precisão, com análise de dados “in situ” (em condições reais de campo), de forma altamente eficaz e confiável.

sensor

(via Marconi)

Condutividade elétrica

Outra técnica interessante e que vem sendo disseminada na agricultura é o mapeamento da condutividade elétrica do solo, com auxílio de GPS, que permite determinar textura e propriedades do solo de forma bastante eficiente.

Essa medição é realizada em conjunto com análises laboratoriais, integrando os efeitos da argila e os teores de sais do solo.

condutividade elétrica

(via Falker)

Outros levantamentos

Também é possível realizar outros levantamentos, como:

  • teor de matéria orgânica;
  • características da lavoura;
  • análise das variações do solo e do clima ao longo do tempo;
  • mapeamento remoto de área e de qualidade do solo;

dentre outras informações importantes e que podem ser obtidas de forma eficiente e até mesmo remota.

Tipos de sensores mais utilizados na agricultura

Antes de analisarmos melhor os tipos de sensores mais comuns e úteis e falarmos dos 8 sensores mais utilizados na agricultura, é interessante realizar uma pequena divisão dos tipos de sensores existentes atualmente.

É comum dividirmos os sensores na agricultura como sensores diretos e remotos.

Sensores Diretos

Os sensores diretos são aqueles que têm contato físico direto com o alvo da medicação, seja o solo, plantas, frutos, água, dentre outros elementos, como é o caso dos penetrômetros, sensores de umidade, de pH, dentre outros.

Sensores Remotos

Já os sensores remotos são aqueles que realizam a observação terrestre ou aquática de forma remota, ou seja, a distância e sem contato físico com o alvo da medicação, como nas imagens áreas, de satélite, análise por infravermelho, dentre outras ferramentas.

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(via Clima e Ambiente)

Os 8 sensores mais utilizados na agricultura de precisão

Agora que que ficou claro melhor os usos mais interessantes e diferenciamos os tipos de sensores mais utilizados na agricultura atualmente, irei falar dos 8 sensores mais utilizados na agricultura de precisão e explicar quais são suas utilidades mais interessantes.

Sensores ópticos

Os sensores ópticos, em geral, são espectrômetros utilizados para medir as características do solo, servindo também para orientação e delimitação de zonas para recolhimento de dados.

Permite analisar e estudar a matéria orgânica (MO) do solo em tempo real, de forma semelhante ao que é realizado para análise da umidade.

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Também é possível determinar diversos fatores do solo como: densidade aparente; compactação; índice de plasticidade; uniformidade dos agregados; sendo que esses elementos permitem analisar e prospectar elementos como a produtividade do solo.

Alguns sensores permitem determinar a exigência da cultura em nitrogênio, auxiliando a reduzir os efeitos ambientais, maximizando o potencial produtivo das culturas.

Sensores térmicos

Os sensores térmicos são utilizados para identificar diversos tipos de radiação no âmbito dos raios infravermelhos.

Para cada tipo de radiação é utilizado um espectro de banda, sendo que existem sensores com até 15 bandas, com calibração independente para cada uma delas.

O funcionamento desse tipo de sensor se baseia na reflexão de superfícies, resultante da incidência da luz solar, já que as diferentes temperaturas correspondem a diversas bandas térmicas, permitindo a medição de valores e identificando as várias superfícies do solo.

Como as plantas necessitam irradiar, por meio da evapotranspiração, parte da energia solar recebida, visando diminuir a temperatura, para manter seus processos químicos fundamentais, essa análise permite analisar, calcular e prever questões como estado de desenvolvimento da cultura e também para estimar produções.

Também é possível estimar, de forma remota, questões como teor de matéria orgânica; argila; ferro; dentre outros minerais.

Sensores elétricos

Os sensores elétricos também vem ganhando cada vez mais espaço na agricultura, permitindo caracterizar e analisar as propriedades físicas e químicas do solo baseando-se em sua condutividade elétrica.

Isso faz com que esse tipo de medição seja mais barata e mais eficiente do que a realização de análise laboratorial de grandes quantidades de amostras do solo.

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(via embrapa)

Esse tipo de sensor, em geral, consiste na emissão de corrente elétrica, detectando a diferença de potencial no campo eletromagnético gerado no solo e resultante da corrente elétrica aplicada.

Isso permite que a energia eletromagnética seja utilizada para medir a condutividade elétrica do solo, que varia de acordo com questões como concentração de íons; da umidade; da quantidade e tipo de íons na água do solo; assim como a quantidade e o tipo de argila presente no solo.

Isso faz com que seja possível identificar zonas de solo com características semelhantes, como potencial hídrico; teor de nutrientes, umidade do solo, dentre outros elementos.

Monitor de funções das operações

O monitor de funções é instalado, em geral, na cabine da colhedora, estando conectado à todos os sensores utilizados, permitindo que todas as informações obtidas pelos sensores sejam acessadas pelo monitor.

Isso faz com que seja possível realizar o monitoramento de todas as operações e também o cálculo da produtividade dos grãos em uma etapa posterior.

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(via Opticrop)

Nesse monitor é possível analisar dados como:

  • produtividade em kg/ha;
  • umidade do grão;
  • velocidade de avanço;
  • quantidade total colhida;
  • dentre outras informações.

Também permite ao operador da máquina fornecer dados e informações ao sistema, como largura de corte de sua plataforma, por exemplo.

Sensores para medição do fluxo de grãos

Existem alguns tipos de sensores para medição do fluxo de grãos, ou seja, que permitem analisar o fluxo dos grãos limpos, antes de serem armazenados no depósito da máquina. Dentre os sensores deste tipo, é possível destacar os seguintes:

  • Sensor de placa de impacto: É um tipo de sensor onde a força centrífuga dos grãos gera impacto maior ou menor, de acordo com a massa dos grãos deslocados, o que permite analisar seus dados por meio da placa de impacto.

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(via leb esalq)

  • Sensor óptico: O sensor óptico para medição do fluxo de grãos mede o volume dos grãos nas canecas da colhedora, sem que seja necessário contato com o produto. Isso é realizado por meio de um emissor e de um receptor de luz infravermelha, que é interceptada pela passagem dos grãos, fazendo com que seja possível calcular sua proporção pela diferença nos resultados da captação da luz.

Sensor de umidade dos grãos

Esse tipo de sensor é utilizado para analisar o teor de umidade dos grãos, ou seja, para determinar qual o teor de umidade no fluxo de grãos de colheita.

Seu funcionamento se dá por meio da análise do fluxo de massa e geralmente usa métodos de capacitância para medir o teor de umidade de forma contínua, enquanto os grãos são deslocados.

Veja neste vídeo como funciona.

Sensor de velocidade de deslocamento da colhedora

Existem diversos tipos de sensores para medir a velocidade de deslocamento da colhedora, sendo os principais os seguintes:

  • Sistema de sensores magnéticos instalados nos eixos das rodas;
  • sistema de radar;
  • sistema de ultrassom; e
  • sistema de GPS.

Cada um dos sensores tem suas vantagens e desvantagens, sendo bastante comum que mais de um tipo de sensor seja utilizado em conjunto, visando resultados mais precisos.

Indicador da posição da plataforma da colhedora

Esse sensor permite controlar o cálculo da área colhida, evitando que o sistema de monitoramento de grão seja desligado, sendo especialmente interessante para mostrar a interrupção de colheita em locais como a cabeceira ao final das linhas de uma plantação.

Conclusão

De forma bastante simples, você sabe agora quais são os melhores 8 sensores mais utilizados na agricultura, falando dos sensores disponíveis e que podem, de diversas maneiras, incrementar a produtividade e a automação na lavoura.

Também é interessante notar que, tanto os sensores diretos, quantos os sensores remotos, estão em constante evolução, sendo interessante prestar atenção em seus avanços.

Fonte: Lavoura 10

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Rodrigo Fraoli - CEO Ruralbook / Designer / Especialista em MKT Digital para o Agronegócio. * Saiba mais em #mktparaoagro - RURALBOOK *

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