Interpreta??o detalhada de sensores e aplica??es agrícolas inteligentes.

A agricultura inteligente, também conhecida como agricultura de precis?o, permite aos agricultores maximizar a produ??o utilizando recursos mínimos, como água, fertilizantes e sementes. Ao implantar sensores e mapear seus campos, os agricultores podem come?ar a entender suas planta??es em um nível microscópico, economizando recursos e reduzindo seu impacto no meio ambiente. A história da agricultura inteligente remonta à década de 1980, quando os recursos do Sistema de Posicionamento Global (GPS) se tornaram disponíveis. Uma vez que os agricultores conseguiram mapear suas planta??es com precis?o, eles puderam monitorar e aplicar fertilizantes e herbicidas somente onde necessário.

Na década de 1990, os primeiros usuários da agricultura de precis?o utilizavam o monitoramento da produtividade agrícola para gerar recomenda??es de fertiliza??o e corre??o de pH. Com a capacidade de medir mais variáveis ??e inseri-las em modelos de cultivo, as recomenda??es para aplica??o de fertilizantes, irriga??o e até mesmo os momentos ideais para a colheita tornaram-se muito mais precisas.

1. Sensores agrícolas

Muitas tecnologias de sensoriamento s?o utilizadas na agricultura de precis?o, e os dados que elas fornecem podem ajudar os agricultores a monitorar e otimizar suas planta??es para se adaptarem às mudan?as nos fatores ambientais, incluindo:

Os sensores de posicionamento utilizam sinais de satélites GPS para determinar latitude, longitude e altitude com precis?o de alguns metros. O método de triangula??o requer pelo menos três satélites. O posicionamento preciso é a base da agricultura de precis?o.

Sensores ópticos utilizam a luz para medir as propriedades do solo. Esses sensores medem a reflet?ncia da luz em diferentes frequências nos espectros do infravermelho próximo, infravermelho médio e luz polarizada, podendo ser instalados em veículos como drones ou até mesmo satélites, ou em plataformas de grande altitude para medir o solo abaixo. Dados de reflet?ncia do solo e cor das plantas s?o apenas duas das variáveis ??que podem ser agregadas e processadas por sensores ópticos. Sensores ópticos foram desenvolvidos para determinar o teor de argila, matéria org?nica e umidade do solo. A Vishay, por exemplo, oferece centenas de fotodetectores e fotodiodos, os componentes básicos dos sensores ópticos.

Sensores eletroquímicos fornecem informa??es essenciais para a agricultura de precis?o: pH e níveis de nutrientes do solo. Os eletrodos dos sensores funcionam detectando íons específicos no solo. Atualmente, sensores montados em "patins" especialmente projetados auxiliam na coleta, processamento e mapeamento de dados da química do solo.

Sensores mec?nicos medem a compacta??o do solo ou "resistência mec?nica". O sensor utiliza uma sonda para penetrar no solo e registra a resistência por meio de uma célula de carga ou extens?metro. Uma tecnologia similar é utilizada em tratores de grande porte para prever a necessidade de tra??o de equipamentos de trabalho no solo. Tensímetros como o Honeywell FSG15N1A detectam a for?a exercida pelo sistema radicular durante a absor??o de água, o que é útil para interven??es de irriga??o.

Os sensores dielétricos de umidade do solo avaliam o teor de umidade medindo a constante dielétrica (a propriedade elétrica que varia com a quantidade de umidade) no solo.

Os sensores de fluxo de ar medem a permeabilidade do solo. As medi??es podem ser realizadas em um único local ou dinamicamente durante o movimento. O resultado desejado é a press?o necessária para impulsionar uma quantidade predeterminada de ar para dentro do solo a uma profundidade predeterminada. Diversos tipos de propriedades do solo, incluindo compacta??o, estrutura, tipo de solo e umidade, produzem características identificadoras únicas.

As esta??es agrometeorológicas s?o unidades aut?nomas instaladas em diversos pontos da lavoura. Essas esta??es contêm sensores adequados à cultura e ao clima local. Temperatura do ar, temperatura do solo em diferentes profundidades, precipita??o, umidade foliar, clorofila, velocidade do vento, temperatura do ponto de orvalho, dire??o do vento, umidade relativa, radia??o solar e press?o atmosférica s?o medidas e registradas em intervalos predeterminados. Esses dados s?o compilados e enviados sem fio, em intervalos programados, para um registrador de dados central. Sua portabilidade e pre?o decrescente tornam as esta??es meteorológicas atraentes para fazendas de todos os portes.

2. Dados de saída de sensores na agricultura de precis?o

A tecnologia de sensores fornece dados acionáveis ??que podem ser processados ??e implementados conforme necessário para otimizar a produtividade agrícola, minimizando o impacto ambiental. Aqui est?o algumas maneiras pelas quais a agricultura de precis?o utiliza esses dados.

Sistemas de monitoramento de produtividade s?o instalados em colheitadeiras, como colheitadeiras de gr?os e de milho. Eles podem fornecer o ganho de peso da colheita medindo e registrando o tempo, a dist?ncia ou a localiza??o GPS com precis?o de até 30 cm.

O mapeamento de produtividade utiliza dados de coordenadas espaciais de sensores GPS instalados em equipamentos de colheita. Os dados de monitoramento da produtividade s?o combinados com as coordenadas para criar um mapa de produtividade.

Os controladores de taxa variável de fertilizantes controlam a aplica??o de fertilizantes granulados, líquidos e gasosos utilizando mapas de produtividade e análises ópticas da saúde das plantas (que podem ser determinadas por cores). Esses controladores podem ser operados manual ou automaticamente por meio de um computador de bordo guiado pela localiza??o GPS.

O mapeamento de plantas aquáticas atualmente utiliza receptores GPS.