SISTEMA DE AUTOMAÇÃO DA IRRIGAÇÃO DO PLANTIO

Diego Luiz Cavalca

Luiz Fernandes da Silva Sales Profª Camila Pires Cremasco Gabriel

XI FÓRUM AMBIENTAL DA ALTA PAULISTA 22 de julho de 2015

Agenda

• Motivação • Objetivo • Metodologia • Cenário hídrico nacional • Utilização de água na agricultura

– Desperdício no processo de irrigação

• Sistema de automação • Arquitetura da solução proposta

– Algoritmo de irrigação

• Conclusão • Trabalhos futuros • Referências

Motivação

• Caos hídrico nacional;

– Paradoxo: Recursos Naturais X Desperdício.

• Análise do consumo da água potável no Brasil:

– Levantamento de consumos;

– Estudo de desperdícios;

• Viabilizar a utilização da tecnologia de automação do processo de irrigação agrícola.

Objetivo

• Otimizar a utilização dos recursos hídricos no processo de irrigação e aumentar a produtividade do plantio com a utilização da tecnologia de automação.

Metodologia

• Pesquisas sobre o cenário e gestão hídrica atual;

• Análise de gargalos operacionais relacionados a utilização da água na agricultura;

• Estudos de aplicações e recursos tecnológicos pro benefício agrícola.

Cenário hídrico nacional[4]

• Brasil possui a maior quantidade de água doce do mundo: – 12% de toda água disponível;

– Comparações com continentes:

• EUROPEU: 7% • AFRICANO: 10%

• Pontos negativos que comprometem o abastecimento: – Maiores reservas concentradas em áreas de menor

população; – Baixa exploração das fontes subterrâneas; – Falta de planejamento e investimento governamental; – Desperdício na utilização da água potável.

Utilização de água na agricultura

• A produção agrícola nacional consome 72% de toda água potável captada no Brasil;

• É, historicamente, umas das principais bases da economia do país: – Representa ~23% PIB/Brasil (2013)

• R$ 1 trilhão

• Resiliência em números (2014):

– Crescimento Brasil: 2,3% – Expansão do setor: 7%

• Safra recorde de grãos: 193 milhões de toneladas!

*Fontes: http://economia.uol.com.br/agronegocio/noticias/redacao/2013/12/11/pib-agricola-bate-r-1-trilhao-e-chega-perto-de-14-do-pib-do-pais-diz-cna.htm http://brasil.elpais.com/brasil/2014/02/27/economia/1393516233_642071.html

Desperdício no processo de irrigação

• Estima-se ~40% de desperdício de água na agricultura: – Demanda: 7 trilhões de litros;

– Desperdício: 3 trilhões de litros;

• Ineficiência no processo de irrigação: – Naturais: evapotranspiração e ação do vento no plantio,

que acabam gerando maior necessidade de água no solo;

– Humanos: maior responsável pela deficiência da irrigação, uma vez que pela baixa instrução técnica e falta de artefatos necessários, acabam jogando água em excesso no plantio, que muitas das vezes acabam atrapalhando a produção dos alimentos.

Sistema de automação

• Plataforma open-source Arduino:

– Solução completa para projetos de automação:

• Microcontrolador: arquitetura reduzida de um computador convencional, realizando entrada, processamento e saída de informações;

• Módulos (shields): hardwares que podem ser acoplados ao microcontrolador a fim de lhe aumentar a capacidade de captura de dados e transmissão de comandos de automação. – Exemplos: Internet, Relé, Sensor de variáveis de ambiente

(umidade e temperatura) e solo (PH, umidade) e etc.

Arquitetura da solução proposta

Leitura contínua das variáveis

(solo/ambiente)

IRRIGAR ALGORITMO DE

IRRIGAÇÃO

Banco de dados do plantio

1 2

3

4

5 6

Algoritmo de irrigação

• Informações de entrada: – Fixas: dados da cultura;

– Variáveis: dados das leituras do solo/ambiente;

• Processamento: – Cruzamento das informações;

– Cálculo analítico (fórmula) para a irrigação do plantio;

• Saída: – Comandos para automação do acionamento do

sistema de irrigação;

Conclusão

• Estamos em uma grande expansão agrícola em nosso país, e este momento seria uma excelente oportunidade de termos uma grande expansão em economia de água através do uso de tecnologias de automação, conforme propomos neste artigo.

Trabalhos futuros

• Definir local e cultura para estudo

• Aprofundar estudos de irrigação do solo

• Elaborar algoritmo de automação

• Validar sistema através de implementação e testes in loco

Referências

[1] FRANÇA, Júnia Lessa et al. Manual para normalização de publicações técnico-cientificas. 6. ed. rev. e ampl. BeloHorizonte: UFMG, 2003. 230 p. [2] IBGE. Normas de apresentação tabular. 3. ed. 1993. [3] LAKATOS, Eva Maria; MARCONI, Marina de Andrade. Fundamentos de metodologia científica. 3. ed. rev. e ampl. São Paulo: Atlas, 1991. 270 p. [4] Notícias UOL, Com 12% da água doce mundo, o Brasil cuida bem dela?, Maceió, 21 de Mar. 2015. Disponível em: <http://noticias.uol.com.br/cotidiano/ultimas-noticias/2015/03/21/com-12-da-agua-doce-mundial-o-brasil-cuida-bem-dela-veja-respostas.htm>. Acesso em: 07 jul. 2015 [5] Agência Nacional das Águas. Balanço Hídrico no Brasil, Brasília, 05 de Jun. 2015. Disponível em: <http://balancohidrico.ana.gov.br/>. Acesso em: 05 jun. 2015. Brasil Post. Com reajuste menor, Sabesp vai atrasar obras contra crise de água em SP, São Paulo, 05 de Jun. 2015. Disponível em: <http://www.brasilpost.com.br/news/agencia-nacional-de-aguas/>. Acesso em: 05 jun. 2015. Estadão. Irrigação agrícola e desperdício de água, São Paulo, 03 de Mar. 2015. Disponível em: <http://opiniao.estadao.com.br/noticias/geral,irrigacao-agricola-e-desperdicio-de-agua-imp-,1643238>. Acesso em: 05 de jun. 2015.

Referências

Brasil. A agricultura é vilã ou vítima na crise hídrica?, São Paulo, 04 de Mar. 2015. Disponível em: <http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2015/03/150302_agua_agricultura_pai>. Acesso em: 05 de jun. 2015. ANTONELLI, D. Quase metade da água usada na agricultura é desperdiçada, São Paulo, 21 de Mar. 2015. Disponível em: <http://www.gazetadopovo.com.br/vida-e-cidadania/quase-metade-da-agua-usada-na-agricultura-e-desperdicada-8cloqojyzd90xgtv7tdik6pn2>. Acesso em: 05 de jun. 2015. RIBEIRO, M. Para não faltar água, multa por consumo excessivo deve ser permanente, São Paulo, 20 de Jan. 2015. Disponível em: <https://www.sosma.org.br/artigo/para-nao-faltar-agua-multa-por-consumo-excessivo-deve-ser-permanente/>. Acesso em: 05 de jun. 2015. Akatu. Setor industrial e agropecuário são campeões no consumo de água, São Paulo, 23 de Nov. 2006. Disponível em: <http://www.akatu.org.br/Temas/Cadeias-Produtivas/Posts/Setores-industrial-e-agropecuario-sao-campeoes-no-consumo-de-agua>. Acesso em 05 de jun. 2015.