Projeto DIANA
DIANA
Dispositivo de Análise e Controle de Estufas Agrícolas
Autor(es)
Carlos Eduardo Bastos
Gustavo Ludtke
Orientador(es)
Rafael Galli
Thales Ferreira
Área de Atuação
Engenharia Eletrônica
Contato
cadubastos71@gmail.com
Resumo
A agricultura é um importante setor da economia brasileira, fundamental para o crescimento do país. É uma atividade altamente dependente de fatores climáticos, cujas alterações podem afetar a produtividade e o manejo das culturas. Muitos produtores rurais sofrem com as variações climáticas em suas plantações, contabilizando em perdas na produção, queda na qualidade do produto e consequente o aumento nos preços dos hortifrutigranjeiros. O cultivo de hortifrutigranjeiros sem o monitoramento adequado, em função do descontrole da umidade e temperatura, impossibilita o agricultor ao cultivo de determinados frutos. O projeto DIANA (Dispositivo de Análise de Estufas Agrícolas) tem por objetivo proporcionar a agricultura familiar e até as grandes indústrias um sistema eletrônico que atue na busca por garantir as condições climáticas ideais para o cultivo, proporcionando um bom desenvolvimento da produção sem depender do clima local. O DIANA possibilita o usuário visualizar os dados de temperatura, luminosidade, umidade relativa do solo e do ar em tempo real, e o sistema atua automaticamente controlando estas propriedades. Os dados enviados digitalmente ao produtor, são extremamente precisos e atualizados. Este sistema conta com sensores de pequenas escalas que realizam estas funções de análises. Assim com escalas reduzidas, desenvolve-se o monitoramento ocupando o mínimo de área possível. O controle do clima é feito através de irrigadores, exaustores, sistemas de aquecimento, resfriamento e iluminação. Há a compatibilidade para expansão do número de blocos de monitoramento e controle, permitindo que uma estufa em larga escala venha a usufruir deste sistema em diversas áreas do ambiente ou várias estufas pequenas usufruam do mesmo sistema independentemente. Ambos sistemas são controlados através de um microcontrolador programável nos blocos de monitoramento e um microcomputador recebe e comanda os módulos de monitoramento conforme as definições do usuário. O sistema disponibiliza uma interface central de comunicação com o usuário. Esta possui um teclado e um display LCD que permite o usuário analisar os dados climáticos e configurar o dispositivo através destes. A central possibilita que o usuário efetue o controle da estufa configurando o sistema com as propriedades climáticas desejadas. Além da interface central, destaca-se um software para dispositivos móveis, que possibilita ao usuário através da tecnologia wifi, comunicar-se com o dispositivo a distância. Testes foram realizados em escala reduzida com diferentes tipos de hortifrúti e substratos, registrando as propriedades climáticas das estufas periodicamente, analisando a eficácia do projeto e possíveis opções de melhoria. O DIANA é um sistema de fácil utilização, e acessível aos produtores. O dispositivo apresenta diversas vantagens, como um melhor desenvolvimento da produção de hortifrutigranjeiros, prevenção contra prejuízos ocasionados por intempéries climáticas, uma rotina de trabalho menos exaustiva aos agricultores, praticidade visto que o dispositivo pode ser controlado por um dispositivo móvel e uma economia de água uma vez que o sistema só utiliza o necessário para produção.
Introdução
A agricultura é um importante setor da economia brasileira, fundamental para o crescimento do país. É uma atividade altamente dependente de fatores climáticos, cujas alterações podem afetar a produtividade e o manejo das culturas, além de atingir fatores sociais, econômicos e políticos (Lima et al., 2001).
Como relatado em diversos meios mídia, muitos produtores rurais sofrem com as variações climáticas em suas plantações, contabilizando prejuízos que geram queda na qualidade do produto e consequente aumento nos preços dos hortifrutigranjeiros, prejudicando o agricultor e a população consumidora.
O potencial impacto adverso das mudanças climáticas sobre a agricultura brasileira e a subsistência a ela associada é uma questão sobre a qual pesquisadores e produtores têm dado especial atenção. Há uma preocupação crescente com relação a hipótese que o aumento da variabilidade climática tenha impactos negativos significativos na agricultura, no crescimento econômico nacional e nas subsistências correlatas do Brasil.
(Pellegrino et al., 2007).
Baseado nestes fatos foi desenvolvido o projeto de pesquisa DIANA – Dispositivo de Análise e Controle de Estufas Agrícolas, que pretende propiciar ao setor agrícola, desde a agricultura familiar até as agroindústrias, as condições climáticas ideais para o plantio e o desenvolvimento da safra.
O projeto teve o objetivo de construir um sistema eletrônico de baixo custo que proporcione condições climáticas ideais, garantindo maior seguridade e qualidade de produção. O usuário poderá definir os valores ideais de umidade relativa e temperatura para o seu determinado tipo de produção. O dispositivo atuará monitorando as condições do ambiente, e controlando-as automaticamente através de irrigadores, exaustores e sistema de aquecimento e resfriamento a fim de mantê-las constante.
É importante ressaltar que o equipamento apresenta características sustentáveis, como a utilização de energia solar para recarregar as baterias, tornando seu funcionamento contínuo independente da energia oferecida pela concessionária local e, também, a economia de água utilizada no cultivo, uma vez que a plantação recebe somente o necessário. Quanto aos benefícios para o usuário, destaca-se a possibilidade de controlar e monitorar a estufa através de um dispositivo eletrônico portátil, o que garante um monitoramento preciso e proporciona ao agricultor uma rotina menos exaustiva, uma vez que o mesmo não precisa se deslocar até o local da produção para executar tarefas de rotina na estufa.
A eficiência do projeto foi testada através de um protótipo juntamente com estufa desenvolvida em escala reduzida. Assim, em um ambiente pequeno e controlado podemos averiguar seu funcionamento e fazer uma estimativa do seu desempenho em escala real.
Objetivo
Propiciar desde o setor agrícola até as instituições de pesquisa, um dispositivo eletrônico de baixo custo que atua monitorando e controlando de forma autônoma o clima em estufas agrícolas de acordo com a necessidade dos hortifrutis inseridos nessas. Assim, obtendo um melhor desenvolvimento da produção sem que haja impe cílios e prejuízos ocasionados pelas intempéries climáticas e acarretando uma rotina de trabalho menos exaustiva ao agricultor uma vez que o mesmo só necessita estar monitorando os dados que recebe do equipamento.
Resultados
Os resultados obtidos atestam que os sensores não apresentam a precisão que outros sensores presentes no mercado. No entanto, baseado no custo dos sensores utilizados conclui-se que a substituição por sensores mais precisos encareceria o projeto tornando-o inacessível aos pequenos agricultores. As propriedades climáticas que apresentaram um melhor controle pelo sistema foi sistema de irrigação, iluminação e umidificação. Assim, os controles de temperatura e desumidificação necessitam ser aprimorados para que seja possível uma drástica alteração climática dessas propriedades. Os produtos cultivados na estufa controlada apresentaram uma significativa diferença com os cultivados no meio externo, principalmente quanto a umidade do solo e iluminação. Posteriormente estima-se instalar o projeto em uma estufa em larga escala para que assim seja possível avaliar seu funcionamento em plantações mais extensas.
Referências
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BIGNELL, James W. e DONOVAN, Robert L. Eletrônica Digital – Lógica seqüencial. São Paulo: Ed. Makron Books, Vol. 2, 1995.
BISCARO, Guilherme A. – Sistemas de Irrigação por Aspersão. Dourados, MS: Ed. UFGD, 2009.
PAGIUCA, Larissa G., SILVA, Amanda R. e SILVA, Bruna A. Cultivo protegido – Em busca de mais eficiência produtiva. Piracicaba, SP: Ed. CAPA, 2014.
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