REVISTA GESTÃO DO CONHECIMENTO: DO CURSO DE ADMINISTRAÇÃO
ISSN 2358- 9086
V.7, N.7, 2015
TECNOLOGIAS APLICADAS AO AGRONEGÓCIO AGRICULTURA DE
PRECISÃO
Weslley Orsini Ria 1
José Carlos da Cruz 2
Marcos Fascina 3
João Luiz Kovaleski4
RESUMO
O desenvolvimento da agricultura brasileira vem sofrendo constantes mudanças. Um
acontecimento de destaque foi a chamada Revolução Verde, que aconteceu a partir da
década de 60. Tal fato impôs um novo ritmo à agricultura, principalmente pela evolução
tecnológica à qual as técnicas agrícolas foram expostas. Assim, torna-se evidente que o
uso de tecnologias está sempre presente e agora, mais do que nunca, tem papel relevante
para o avanço e crescimento da agricultura. O momento atual é a evolução desse ciclo,
com a contribuição da área da eletrônica, informática, sensoriamento remoto e sistema
geográfico de informações para o uso de alta tecnologia na produção agropecuária,
caracterizando assim a Agricultura de Precisão. Este trabalho tem como objetivo
apresentar alguns conceitos, aplicabilidade e as vantagens da Agricultura de Precisão,
que foram realizadas por intermédio de pesquisas bibliográficas.
Palavras chave: Agricultura. Agronegócio. Tecnologia.
ABSTRACT
The development of Brazilian agriculture has been undergoing constant changes. An
event highlight was the so-called Green Revolution, which took place from the 60's.
This fact imposes a new rhythm to agriculture, mainly by technological evolution to
which agricultural techniques were exposed. The present moment is the evolution of
this cycle, with the contribution of the area of electronics, computer science, remote
sensing and geographic information system for the use of high technology in
agricultural production, thus characterizing the Precision Agriculture. This paper aims
to present some concepts, applicability and advantages of precision agriculture, which
were performed through literature searches.
Key-words: Agriculture. Agribusiness. Technology.
Weslley Orsini Ria - UTFPR – Especialização - [email protected]
José Carlos da Cruz - UTFPR – Mestrado – [email protected]
3
Marcos Fascina- Faculdade. Catuaí – Docente - [email protected]
4
João Luiz Kovaleski - UTFPR – Docente - [email protected]
1
2
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1 INTRODUÇÃO
A competitividade mundial do moderno agronegócio, estimulada pelo
paradigma da globalização, aliada à pressão de agentes internacionais para a abertura
econômica e o desenvolvimento sustentável, tem promovido no setor rural um ambiente
socioeconômico em amplo processo de transformações. Este processo é caracterizado
pelo crescente nível de exigência dos consumidores em relação à qualidade dos
produtos, às políticas de conservação do meio ambiente e às recentes mudanças na
política econômica. Este ambiente demanda do produtor rural um caráter empresarial
que visa otimizar a alocação de recursos e a redução de custos.
Dentro deste contexto, surge a agricultura de precisão, como um
conjunto de tecnologias capaz de auxiliar o produtor rural a identificar as estratégias a
serem adotadas para aumentar a eficiência no gerenciamento da agricultura,
maximizando a rentabilidade das colheitas, tornando o agronegócio mais competitivo.
A agricultura de precisão oferece um conjunto de ferramentas que
permitem ao produtor acompanhar a produção e gerenciar o manejo do solo e das
culturas.
O princípio básico desta agricultura consiste em aumentar a
produtividade das culturas, considerando a variabilidade espaço-temporal dos fatores de
produção de forma a proporcionar o manejo com taxas variáveis, respeitando os
princípios de sustentabilidade.
A adaptação e aplicação das técnicas de agricultura de precisão
requerem a disponibilidade de dados espaço-temporal precisos, em um sistema de
referência relacionado à superfície terrestre (georreferenciado), e o amplo uso da
informação para subsidiar as ações em relação à produtividade.
Em síntese, a agricultura de precisão é caracterizada por empregar um
enfoque sistêmico aplicando a tecnologia de informação ao agronegócio para
possibilitar o gerenciamento de informações georreferenciadas. Este gerenciamento tem
por finalidade estabelecer estratégias administrativas e econômicas ao sistema de
produção.
No
Brasil,
a
Agricultura
de
Precisão
está
sendo
adotada
gradativamente, revolucionando o modo de gerenciamento das propriedades rurais. Por
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se tratar de novos conceitos, tais como: mapas de produtividade e atributos de solos e
plantas, e a aplicação localizada de insumos, urge a necessidade de se fazer pesquisas
nesta área para que os mesmos sejam adotados dentro da realidade brasileira.
Este sistema vem resgatar a capacidade de conhecer cada metro
quadrado da lavoura que foi perdido à medida que as áreas cultivadas foram crescendo.
O principal conceito da agricultura de precisão é aplicar no local
correto e momento adequado, as quantidades de insumos necessários à produção
agrícola para áreas cada vez menores e mais homogêneas, tanto quanto a tecnologia e os
custos envolvidos permitirem.
Entre algumas vantagens do sistema, estão:
- uso racional de insumos agrícolas;
- minimização dos impactos ambientais;
- maximização da qualidade, produtividade e do retorno financeiro.
Como visto, os objetivos dessa agricultura são principalmente a
diminuição de custos de produção, aumento da produtividade e diminuição de impacto
ambiental. Isso só é possível porque qualquer operação é sempre localizada e nas
proporções necessárias.
2 HISTÓRICO DA AGRICULTURA
No início das civilizações, os homens viviam em bandos, nômades de
acordo com a disponibilidade de alimentos que a natureza espontaneamente lhes
oferecia. Dependiam da coleta de alimentos silvestres, da caça e da pesca. Não havia
cultivos, criações domésticas, armazenagem e tampouco trocas de mercadorias entre os
grupos.
Com o passar dos tempos, descobriram que as sementes das plantas,
devidamente lançadas ao solo, podiam germinar, crescer e frutificar e que animais
podiam ser domesticados e criados em cativeiro. O surgimento da agropecuária teve um
impacto evidente, pois pela primeira vez, era possível influir na disponibilidade dos
alimentos. Com o passar do tempo, o homem foi se tornando cada vez menos nômade e
mais e mais dependente da terra em que vivia, desenvolvendo a habilidade de produzir.
Assim, o homem fixou-se ao solo e apropriou-se da terra. Durante milhares de anos, as
atividades agropecuárias sobreviveram de forma muito extrativa, retirando o que a
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natureza espontaneamente lhes oferecia. Os avanços tecnológicos eram muito lentos, até
mesmo de técnicas muito simples, como as adubações com materiais orgânicos (esterco
e outros compostos) e o preparo de solos. (BUENO, 2012).
Como é anterior à história escrita, os primórdios da agricultura são
obscuros, mas admite-se que ela tenha surgido de modo independente em diferentes
lugares do mundo, provavelmente nos vales e várzeas fluviais habitados por antigas
civilizações. Durante o período neolítico, as principais áreas agrícolas estavam
localizadas nos vales dos rios Nilo (Egito), Tigre e Eufrates (Mesopotâmia, atualmente
conhecida como Irã e Iraque), Amarelo e Azul (China). Há registros de cultivos em pelo
menos três regiões diferentes do mundo em épocas distintas: Mesopotâmia
(possivelmente pela cultura Natufiana), América Central (pelas culturas précolombianas) e nas bacias hidrográficas da China e da Índia.
O primeiro surto de mecanização agrícola no Brasil ocorreu logo após
a Primeira Guerra Mundial, quando houve um desajuste temporário da disponibilidade
de mão-de-obra rural e o consequente aumento dos salários.
Essa experiência acabou com o término da guerra. Após 1930, em
face às modificações na estrutura econômica do país, é que se iniciou realmente a
mecanização agrícola no Brasil. No período de 1939-40, com o início da Segunda
Guerra Mundial e as dificuldades de importação de tratores e outras máquinas, o
desenvolvimento da mecanização foi seriamente prejudicado, perdurando até 1945.
Durante as décadas de 60 e 70, ocorreu a chamada Revolução Verde,
que foi a invenção e disseminação de novas sementes e práticas agrícolas, que
permitiram um vasto aumento na produção agrícola de países menos desenvolvidos.
O modelo se baseia na intensiva utilização de sementes melhoradas,
insumos industriais, mecanização e diminuição do custo de manejo. Também são
creditados à Revolução Verde o uso extensivo (ou intensivo) de tecnologia no plantio,
irrigação e colheita, assim como no gerenciamento de produção.
Esse ciclo de inovações iniciou-se com os avanços tecnológicos do
pós-guerra, embora o termo Revolução Verde só tenha surgido na década de 70. Desde
essa época, pesquisadores de países industrializados prometiam, através de um conjunto
de técnicas, aumentar estrondosamente as produtividades agrícolas e resolver o
problema da fome nos países em desenvolvimento.
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3 AGRICULTURA TRADICIONAL
Segundo o site Ambiente Brasil (2005), a agricultura atual, ou
agricultura convencional, é descrita como um conjunto de técnicas produtivas que
surgiram em meados do século 19, conhecida como 2ª Revolução Agrícola. Este sistema
expandiu-se após as grandes guerras, com o emprego de sementes manipuladas
geneticamente para o aumento da produtividade, associado ao emprego de agroquímicos
e da máquina agrícola. O agricultor é dependente por tecnologias, recursos e capitais do
setor industrial, que devido ao seu fluxo unidirecional leva à degradação do ambiente e
a descapitalização, criando uma situação insustentável a longo prazo.
Na agricultura atual, os agrotóxicos constituem insumos de
fundamental importância no manejo de pragas, plantas daninhas e agentes causadores de
doenças. Todavia, seu uso inadequado pode provocar efeitos indesejáveis no meio
ambiente e à saúde pública.
Esse tipo de agricultura praticada atualmente, também é conhecida por
agricultura moderna, convencional, química ou de consumo; a qual teve origem nas
modificações técnicas da produção agrícola, a chamada modernização do processo de
cultivo, apresenta como primeira consequência o consumo exagerado de insumos
externos, gerados fora da propriedade ou da região, que geralmente, são caros e causam
a dependência financeira, tecnológica e biológica do produtor. Da mesma forma, a
aplicação não é de conhecimento e controle do produtor, de onde vem a dependência
tecnológica e, junto com ela, a biológica, no que se refere à manipulação genética e uso
de micro-organismos.
O manejo inadequado e o uso intensivo do solo também provocam
desestruturação. Na camada mais superficial, o solo fica desintegrado, pulverizado. Na
camada mais profunda, o solo fica compactado pelo uso sistemático de máquinas
pesadas. Com o tempo, forma-se uma camada dura e compactada embaixo da terra e
uma camada fofa e pulverizada em cima, que, teoricamente, seria o ideal para receber a
semente. No entanto, essas condições aliadas à chuva, causam o deslocamento do solo,
também chamado de perda de solo anual, ou seja, a dificuldade de penetração e fixação
das culturas, a dificuldade de trocas químicas, de absorção de água e oxigênio e a
intoxicação ou eliminação total da microvida.
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A adubação química pesada de alto custo causa o desequilíbrio
fisiológico da planta, o desequilíbrio ecológico do solo e a dependência do agricultor.
4 AGRICULTURA DE PRECISÃO
O foco da Agricultura de Precisão é o gerenciamento da variabilidade
espacial da produção e dos fatores nela envolvidos, realizada por meio de tecnologias
recentes adaptadas para o meio agrícola, com o objetivo de possibilitar a redução do uso
de insumos e do impacto sobre o meio ambiente. (CIRANI; MORAES, 2010).
A Agricultura de Precisão, na atualidade, ganha uma definição mais
sistêmica, podendo ser definida como uma nova forma de gestão ou de gerenciamento
da produção agrícola, e não apenas como um conjunto de ferramentas para o tratamento
localizado da lavoura. É um elenco de tecnologias e procedimentos utilizados para que
as lavouras e os sistemas de produção sejam otimizados, tendo como elemento-chave o
gerenciamento da variabilidade dos fatores de produção (SWINTON; DEBOER, 1998).
O sistema fornece informações agronômicas sobre as áreas de colheita
ajudando definir a melhor forma de produzir. Quanto melhor se conhece a propriedade,
melhor se utiliza o seu potencial produtivo.
Dessa forma, é preciso observar o que acontece na propriedade,
ajustando assim a aplicação de insumos e o uso de máquinas para tirar o máximo
possível do capital aplicado.
Agora é possível fazer isso de forma muita mais precisa. A agricultura
de precisão permite um acompanhamento metro a metro da lavoura, possibilitando uma
ação localizada, tratando então cada um desses pontos segundo sua necessidade
específica. Isso aumenta a rentabilidade, além de ajudar a proteger o meio ambiente ao
utilizar os recursos naturais mais racionalmente.
Apenas para ilustrar, pode-se hoje, coletar uma amostra num ponto na
lavoura e registrar as coordenadas geográficas (latitude e longitude) do ponto amostrado
com o GPS. Em seguida, ao obter um resultado de análise da amostra coletada,
podemos então saber exatamente de onde veio a amostra na lavoura e, assim, executar
um tratamento ou adubar exatamente naquele ponto graças ao GPS, o qual contém todos
os dados necessários do ponto amostrado.
De acordo com Queiroz, et al. (2000), a agricultura de precisão é a
tecnologia cujo objetivo consiste em aumentar a eficiência, com base no manejo
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diferenciado de áreas na agricultura. A tecnologia, que se encontra em constante
desenvolvimento, modifica as técnicas existentes e incorpora novas técnicas que
fornecem ferramentas aos especialistas em manejo agrícola.
Segundo o site Macroprograma1 (2013), a Agricultura de Precisão não
está relacionada somente ao uso de ferramentas de alta tecnologia, pois os seus
fundamentos podem ser empregados no dia-a-dia das propriedades pela maior
organização e controle das atividades, dos gastos e produtividade em cada área. O
emprego da diferenciação já ocorre na divisão e localização das lavouras dentro das
propriedades, na divisão dos talhões ou piquetes, ou simplesmente, na identificação de
“manchas” que diferem do padrão geral. A partir dessa divisão, o tratamento
diferenciado de cada área é a aplicação do conceito de Agricultura de Precisão.
4.1
Quando Surgiu a Agricultura de Precisão
Acredita-se que o conceito de agricultura de precisão tenha surgido
juntamente com o advento dos experimentos de uniformidade (uniformity trials),
instalados em Rothamsted, Grã-Bretanha, em 1925, e com os estudos de acidez do solo
na Universidade de Illinois, EUA, em 1929. Entretanto, seu desenvolvimento mais
marcante no cultivo de grãos tem ocorrido nos últimos anos e coincide com o
aparecimento de tecnologias variadas, como microcomputadores com maior capacidade
de processamento de dados, aparelhos de GPS (Global Positioning System),
monitoramento da produtividade de grãos, geoestatísticas e bancos de dados
georreferenciados. As técnicas de manejo utilizadas por agricultores que adotam o
ferramental da agricultura de precisão podem ser classificadas como aquelas que se
baseiam no uso de mapas ou de sensores (MACHADO et al., 2004).
4.2 Como Funciona a Agricultura de Precisão
A agricultura de Precisão inicia-se com o uso de um aparelho, o GPS,
acoplado ao trator ou colheitadeira. Por meio de uma antena que se comunica com o
satélite, ele emite as informações necessárias para se fazer uma agricultura de forma
precisa. Esses aparelhos – com base em um mapeamento de localização que se pode
fazer das áreas de plantio, após a coleta e análise do solo em vários pontos da área
plantada, dão as indicações e informações necessárias que aparecem impressas num
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papel ou na tela do computador, o qual faz as superposições em cada área. A partir daí,
um especialista realiza a análise final. (JAKUBASKO, 2004).
A amostragem de solo - coleta de amostras de solo- é realizada com
equipamentos sofisticados, os quais possuem receptores de satélite, retiram as amostras
do solo, e armazenam os dados sobre o local exato da extração em computadores de
bordo. Assim, os engenheiros agrônomos podem analisar o solo no ponto amostrado e
apontar os respectivos níveis de nutrientes que apresenta. É a análise metro a metro do
terreno (CUNHA, 2004).
O mapeamento é como uma radiografia aérea da lavoura, hectare por
hectare, com incrível precisão, e indica (pela análise de cada amostra de solo) se ele é
ácido, onde há deficiências de nitrogênio, fósforo e potássio, onde há presença de
alumínio em excesso, etc. Indica ainda se há maior ou menor infestação de ervas
daninhas, se há ocorrência de pragas ou doenças, e em quais pontos as infestações são
mais intensas.
Com base nessas informações, é possível fazer-se o tratamento
indicado, com precisão cirúrgica: quanto usar de calcário para a correção, que
quantidade de adubo se requer ou quanto pulverizar em cada ponto do solo para
controlar pragas, doenças ou ervas daninhas. Tudo isso é feito pelo aparelho de GPS,
que transmite as ordens de forma precisa para o pulverizador ou para a plantadeira, sem
a interferência do tratorista. Usado na colheita, tal aparelho apontará, pelo mapeamento,
qual a produtividade que cada trecho de plantio possa ganhar, pela correção de
eventuais erros de adubação ou nos tratos culturais. Dessa forma, teremos um histórico
cumulativo a cada ano, das áreas que apresentam maior ou menor produtividade, e
ainda, a possibilidade de pesquisar e entender as causas da variabilidade das diversas
áreas, ou seja, os itens que influenciam no aumento ou na redução da produção e da
produtividade (JAKUBASZKO, 2004)
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4.3 Vantagens da Agricultura de Precisão
Segundo Silveira, et al. (2004), As principais vantagens do sistema
são:
•
Conhecer os pontos de baixas e mínimas produtividades usando o
GPS, ou seja, melhor conhecimento das melhores áreas dentro da fazenda, e também as
mais deficientes relacionadas com a produtividade;
•
Maximizar os retornos através da aplicação correta da informação
gerada; e com as ferramentas certas, é possível realizar intervenções, reduzindo e
distribuindo de forma mais eficiente os insumos da lavoura;
•
Preservação do meio ambiente devido à redução de fertilizantes e
agroquímicos, reduzindo o impacto ambiental;
•
Maximização da qualidade, produtividade e retorno financeiro;
•
Redução do orçamento agrícola com defensivos;
•
Redução do custo de manutenção das máquinas;
•
Fornecimento de dados concretos para tomada de decisão;
•
Redução dos riscos de contaminação do lençol freático e demais
recursos hídricos.
De acordo com Cappeli (2003), utilizando os insumos de forma mais
racional, é possível reduzir o impacto sobre o meio ambiente, através de aplicações
localizadas de fertilizantes de herbicidas, tornando tais atividades mais sustentáveis. As
técnicas de agricultura de precisão possibilitam um melhor conhecimento do campo de
produção, permitindo, desta forma, tomadas de decisões melhor embasadas. Com isso,
tem-se uma maior capacidade e flexibilidade para a distribuição dos insumos nos locais
e tempo em que são mais necessários, minimizando os custos de produção.
A uniformidade na produtividade é alcançada pela correção dos
fatores que contribuem para sua variabilidade obtendo-se, com isso, um aumento global
da produtividade.
A aplicação localizada dos insumos necessários para sustentar uma
alta produtividade contribui com a preservação do meio ambiente, já que estes insumos
são aplicados somente em locais, quantidades e tempo necessário (CAPPELI, 2003).
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4.4 Clico da Agricultura de Precisão
A agricultura de precisão é um processo contínuo que trará mais
benefícios à medida que o volume de informações aumente:
Podemos definir o ciclo da seguinte forma:
1º - Colheita com máquina dotada de sensores e receptores de GPS;
2º - Geração de análise de produtividade;
3º - Análise do solo e outros fatores para busca das causas da variação
da produtividade;
4º - Aplicação de fertilizantes e corretivos em taxas variáveis de
acordo com os resultados da análise;
5º - Plantio em taxas variáveis conforme o potencial produtivo da
região analisada em cada parte da lavoura;
6º - Acompanhamento da lavoura para mapeamento de invasores,
doenças, insetos, etc;
7º - Aplicação localizada de defensivos agrícolas variando as taxas de
acordo com o mapeamento realizado na etapa 6. Aplica-se mais ou menos produtos
químicos em função da intensidade de infestação;
8º - Nova colheita com máquinas dotadas de sensores e receptores de
GPS.
4.5 Impacto da Agricultura de Precisão
Existem duas áreas onde se espera que a agricultura de precisão tenha
impacto:
•
Lucratividade: a agricultura de precisão permite intenso
acompanhamento e sintonia de produção agrícola. Os produtores podem fazer análises
econômicas baseadas na variabilidade da produtividade da cultura numa gleba para
obter uma estimativa precisa do risco envolvido. Sabendo dos custos de insumos
envolvidos na produção, os produtores podem calcular também o retorno monetário
sobre os custos para cada hectare. A análise econômica da agricultura de precisão tem
sido problemática por ser uma tecnologia de informação. Análises usuais de custobenefício e investimento captam todo o impacto de um investimento em tecnologia da
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informação, tal como se observa em agricultura de precisão, pois a lucratividade de um
sistema de manejo da informação (SMI) aperfeiçoado e intensamente utilizado provém
de uma tomada de decisão gerencial aperfeiçoada em todo o sistema de produção e não
apenas a partir de melhorias em eficiências facilmente observáveis num ponto
específico da propriedade rural (MACHADO, et al. 2004).
•
Meio Ambiente: Rígidas leis ambientais já estão em vigor na
Dinamarca, Alemanha, Austrália, Grã-Bretanha e EUA. Estas leis vêm obrigando
agricultores a reduzir significativamente o uso de agroquímicos (ex. adubos
nitrogenados). Como a agricultura de precisão pode oferecer meios para a aplicação
mais criteriosa e objetiva, registrando todos os tratamentos no campo em escalas
métricas, pode-se assim auxiliar na destas leis. Entretanto, muito ainda precisa ser feito
para se medir sistematicamente e quantitativamente os benefícios ambientais da
agricultura de precisão (SILVA et al. 2004).
4.6
Princípios
A Agricultura de Precisão tem por princípio básico o manejo da
variabilidade no espaço e no tempo (COELHO, 2003).
De acordo com o site portaldoagricultorrural (2013), a Agricultura de
Precisão estabelece condições ideais às espécies cultivadas na agricultura, seja ela
química, física ou biológica, utilizando-se da Geoestatística.No Brasil, prevalece a
estratégia relacionada ao gerenciamento da adubação das lavouras com base apenas em
amostragem georreferenciada de solo. O aumento do uso das tecnologias e ferramentas
utilizadas na Agricultura de Precisão pode aperfeiçoar o uso dos insumos agrícolas,
reduzir os impactos ambientais da produção, aumentar a lucratividade do produtor,
melhorar a gestão de sua unidade produtiva e ganhar em competitividade e
sustentabilidade.
Neste sentido, inovações tecnológicas têm surgido para possibilitar
novas formas de medição das diferentes variáveis e numerosos equipamentos vêm
sendo desenvolvidos para avaliar a extensão da variabilidade de determinada
propriedade ou característica de solo ou da cultura. Entretanto, em sistemas agrícolas de
baixo insumo, princípios da Agricultura de Precisão podem ser identificados sem haver
grandes investimentos financeiros. A título de exemplo, na colheita do chá (Camelia
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Sinensis), uma pessoa era designada para a colheita em um determinado talhão. Ao
término da colheita, cada saco era pesado e identificado por talhão. Dessa maneira, foi
possível aos agricultores monitorarem a produtividade de cada talhão e, após
constatação de talhão com produtividade baixa, tentava-se identificar as causas para a
baixa produtividade. Trata-se de um monitoramento rudimentar, mas também
considerado como uma agricultura de precisão de baixo nível tecnológico comparado a
uma propriedade onde a lavoura de chá era mapeada, utilizando-se sistema de
posicionamento global diferencial em tempo real, com subsequente modelagem da
lavoura utilizando-se programa ArcInfo, (MACHADO, et al. 2004).
5 TECNOLOGIAS
5.1 Sistemas de Informações Geográficas – SIG
O SIG tem como função o armazenamento e processamento de banco
de dados, e proporcionando a análise de informações de um mesmo local (COELHO,
1997).
Segundo Rocha & Lamparelli (1998), os sistemas que compõem o
SIG podem ser divididos em:
•
Sistemas de entrada de dados: sistema de processamento digital
de imagens (PDI), digitalização de mapas, sistemas de posicionamento global (GPS),
dados tabulares (planilhas eletrônicas) e dados estatísticos;
•
Sistemas de armazenamento de dados: banco de dados espaciais
(mapas digitais) e banco de dados de atributos (alfanuméricos);
•
Sistemas de análises de dados: sistemas de análise geográfica
(operações algébricas), sistema de análise estatística e sistema de gerenciamento de
banco de dados (SGBD);
•
Sistemas de saída de dados: sistema de exibição cartográfica
(saída de mapas para a tela, impressora, plotter e arquivos digitais).
Sano et al. (1998) comentam que os questionamentos dos produtores
rurais sobre o aproveitamento de suas áreas e a estruturação das informações ambientais
seriam facilitadas por intermédio de um sistema de informação geográfica (SIG), e pelo
armazenamento, consulta, manipulação e análise dos dados.
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5.2 Global Position System (GPS)
O advento da Era Espacial marcou uma mudança radical em muitas
ciências, e em particular, nos métodos de posicionamento. O GPS - Global Positioning
System é um sistema projetado para fornecer o posicionamento instantâneo, bem como
a velocidade de um ponto sobre a superfície da Terra ou próximo a ela. Este sistema foi
desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA, originalmente criado com fins
militares estratégicos. A partir de meados da década de 70, o seu uso foi estendido para
aplicações civis, tendo passado por uma contínua evolução desde então, principalmente
no que diz respeito aos equipamentos eletrônicos e programas computacionais.
Representa atualmente uma nova alternativa de posicionamento para a Cartografia e
ciências afins, tendo o uso do GPS crescido significativamente em aplicações nas
atividades agrícolas e florestais. Os EUA têm se destacado pelo pioneirismo e pelos
múltiplos tipos de emprego nessa área, sendo que no Brasil, face à extensão territorial e
a escassez de informações de georreferenciamento, o GPS mostra-se um recurso
particularmente promissor. Mesmo diante de sua ampla aplicação, algumas indagações
ainda necessitam ser respondidas antes do seu uso generalizado (BAIO 2000).
O GPS começou a ser utilizado na agricultura em 1984 na Dinamarca
e hoje são 24 satélites em órbita repassando informações que são usadas pelos
produtores.
Os aparelhos mais comuns, apesar de precisos, ainda mantêm uma
variação de 7 a 10 metros em comparação com a posição real. Para que esse erro seja
minimizado, o produtor é obrigado a comprar os sinais de empresas que oferecem uma
correção diferenciada, que faz com que essa variação não ultrapasse 1 metro (SITE
INTEGRADA, 2005).
5.2.1 Princípios de Funcionamento
Vettorazzi, et al.(1994) também comenta que de uma maneira muito
resumida, pode-se dizer que o posicionamento por meio do GPS
baseia-se na
triangulação a partir de satélites. Para essa triangulação, o sistema determina a distância
receptor-satélite, através do tempo que um sinal de rádio leva, a partir de sua saída do
satélite, para chegar ao receptor, o que é feito por meio de uma correlação dos códigos
gerados e recebidos, onde, através da geração simultânea e sincronizada de sinais
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idênticos pelo satélite e pelo receptor, determina-se a defasagem entre os sinais e a
diferença de tempo em que o sinal demorou em percorrer a distância receptor-satélite.
Para completar o cálculo da posição do receptor GPS, é necessário ainda o
conhecimento da posição no espaço de cada satélite utilizado na triangulação, bem
como os fatores para a realização da correção dos efeitos provocados pela atmosfera
terrestre e atraso no sinal. O cálculo da posição de um ponto através do GPS, em termos
de coordenadas X, Y e Z, inicia-se pela determinação das distâncias do ponto onde está
o receptor GPS a pelo menos três satélites e de posse do posicionamento exato dos
satélites no espaço naquele determinado momento, onde é possível realizar a
triangulação, que a situação reduz a apenas duas as possibilidades das coordenadas do
ponto em que o receptor está. Através de programação computacional, os receptores
distinguem entre as duas possibilidades, a posição correta, uma vez que uma das duas
posições é normalmente absurda.
Mas como o relógio do receptor (quartzo) é menos exato do que o
relógio do satélite (atômico), não há uma sincronia perfeita entre ambos, e como o
cálculo do posicionamento depende da sincronia dos mesmos, há uma defasagem de
tempo no relógio do receptor, o que poderia afetar a posição a ser determinada, a menos
que uma medida extra, seja determinada, anulando o efeito da defasagem do mesmo.
Assim, há a necessidade de pelo menos quatro satélites para a determinação das
coordenadas X, Y e Z.
Por necessitar do posicionamento exato dos satélites no espaço,
qualquer variação mínima da órbita de cada um dos 24 satélites é monitorada
constantemente pelo Departamento de Defesa dos EUA e corrigida em seguida.
5.2.3 Aplicações
Em função da sua disponibilidade, o GPS tem sido o mais utilizado e
passou a representar uma ferramenta com contribuições inovadoras na agricultura.
Nesse caso, é utilizado, comumente, em atividades que demandam posicionamento com
distintos níveis de acurácia para diferentes aplicações associadas às investigações
georreferenciadas e intervenções localizadas, as quais visam ao máximo aproveitamento
dos recursos e insumos e minimização de efeitos indesejáveis ao ambiente dando
sustentação às técnicas conhecidas como Agricultura de Precisão (Motomiya et al.,
2009). O GPS também passou a ser intensamente utilizado como recurso de orientação
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e guia para veículos agrícolas (Bergtold et al., 2009; Silva et al.,(2011), como sensor de
velocidade em veículos agrícolas (Molin et al., 2005), dentre outros.
Hoje há uma gama muito grande de modelos e especificações de GPS.
Para a agricultura de precisão, existe uma linha de GPS com portas de comunicação por
onde são enviadas as informações de posicionamentos, as quais são coletadas através de
um computador com programas específicos. Os satélites enviam sinais continuamente,
contendo sua posição e também uma medida de tempo. O receptor mede o tempo para
que o sinal percorra a distância entre o satélite e a antena desse receptor. Esse tempo é
utilizado para calcular a distância que está a antena de cada satélite. Para este cálculo é
utilizada a constante de velocidade da luz que é aproximadamente de 300.000.000 m/s.
O receptor mede o tempo que o sinal levou para chegar até ele e calcula assim, a
distância do satélite.
5.3 Sistemas de Informação para a Agricultura de Precisão
Os Sistemas de Informação para a agricultura de precisão
frequentemente dependem do tratamento de grande quantidade de informação,
usualmente proveniente de fontes heterogêneas, o que torna essa categoria de sistema
bastante complexo. Um grande número de programas de computador tem sido proposto
e utilizado para tratar a enorme quantidade de dados, os quais são colocados sob pontos
de discussão e de problemas. Para atacar tal fato, está sendo proposta uma arquitetura
baseada em componentes e serviços (Web Services) para o desenvolvimento de
sistemas para esses domínios e um modelo de banco de dados espaço-temporal de
suporte de apoio à decisão sobre a trafegabilidade de máquinas em campo, em sistemas
de plantio direto, baseado em lógica fuzzy.
6 CONCLUSÃO
A agricultura de precisão tende a se tornar cada vez mais comum nas
propriedades rurais. As tecnologias hoje existentes já permitem que se tenha um grande
conhecimento das variabilidades encontradas entre as diferentes áreas da propriedade, o
que já proporciona a tomada de decisões com base em dados mais precisos.
A introdução do conceito de agricultura de precisão em propriedades
onde se tem como objetivo, maximizar os lucros e minimizar os danos ambientais é
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imprescindível. Com o advento deste conceito, ter-se-á um controle maior sobre as
possíveis causas na redução da produtividade e/ou dano ambiental.
A agricultura de precisão necessita de um maior número possível de
informações para que possa ser implantada com sucesso.
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