82
ISSN: 23170336
Uso de tecnologias para dimensionar a ambiência de precisão na
agricultura
1
MARTINS, V. N. *, MARCHETTI, M. E.2, REIS, J. G. M. 3.
Resumo: A ambiência de precisão na agricultura é de fundamental importância na
atualidade para manter a sustentabilidade e a lucratividade da produção. O objetivo deste
estudo é mostrar algumas das ferramentas utilizadas na manipulação da ambiência da
agricultura. O trabalho foi desenvolvido por meio de pesquisa bibliográfica. Os resultados
mostram que a ambiência sustentável na agricultura permite o uso de tecnologias na previsão
da produtividade das culturas, fazendo o levantamento de campo, estimativa da área
cultivada, bem como atuar de forma sustentável. A ferramentas do geoprocessamento podem
ser utilizadas em diferentes áreas da agricultura, tais como: para dimensionar o uso de
insumos na fertilização e correção dos solos; na mecanização para identificar os tipos de
máquinas podendo ser usadas nas diferentes áreas agricultáveis; no mapeamento da
disponibilidade de água no solo; identificação do clima e temperatura da região;
mapeamento de pragas e ervas daninhas que podem atacar a cultura e no dimensionamento
da produtividade entre outras aplicações decorrentes da diversidade agrícola. O uso de
tecnologias de precisão aumenta a produtividade e melhora o controle da área cultivada
mediante o conhecimento da variação do rendimento de produção de local para local. Ao
dimensionar a ambiência o gestor rural tem uma nova visão da produção agrícola,
promovendo maior eficiência na tomada de decisão e no manejo da produção.
Palavras-chave: Ambiente, Qualidade, Produção.
Abstract: The ambience of precision agriculture is crucial nowadays to maintain the
sustainability and profitability of production. The aim of this study is to show some of the
tools used in handling the ambience of agriculture. The study was conducted by means of
literature. The results show that the ambience sustainable agriculture allows the use of
technologies in forecasting crop yields, making the field survey, the estimated acreage and
act sustainably. The geoprocessing tool can be used in different areas of agriculture, such as:
to scale the use of inputs in soil fertilization and correction; mechanization to identify the
types of machines can be used in different agricultural areas, mapping the availability of soil
water, identification of climate and temperature of the region; mapping of pests and weeds
that may attack the crop, and the sizing of productivity and other applications from a diversity
of agriculture. The use of precision technologies increases productivity and improves control
11
Universidade Federal da Grande Dourados, Programa de Pós-Graduação em Agronegócios
Universidade Federal da Grande Dourados, Faculdade de Ciências Agrárias
3
Universidade Federal da Grande Dourados, Faculdade de Engenharia
*Valmor Nazário Martins, e-mail: [email protected]
2
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Produção/construção e tecnologia, v. 4, n. 6, 2015
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of the acreage on the knowledge of variation in production yield from place to place.
Concluding that the scale rural ambience manager has a new view of agricultural
production, promoting greater efficiency in decision making and management of production.
Keywords: Ambience, Quality, Prodution.
1. Introdução
A agricultura entrou no século XXI reformulada e diferenciada sendo que o
principal diferencial da atualidade é a sustentabilidade e a lucratividade. Nesse sentido o
planejamento produtivo tem primado pela precisão de cálculos para que a produção seja
eficiente e competitiva no mercado cada vez mais exigente.
Nesse sentido os produtores têm investido nas tecnologias para conseguir uma
ambiência de produção com qualidade e sem riscos, vindo satisfazer os consumidores e
trazer lucratividade. Esse tipo de produção passou a ser chamada de Agricultura de
Precisão que é um sistema de gerenciamento que usa das tecnologias como GPS Agrícola1
e SIG2 para ter uma real visão de toda a área de produção, podendo assim planejar de
forma precisa o manejo adequado em diferentes áreas, na quantidade adequada para cada
área, trazendo assim maior produtividade à plantação.
A tecnologia usada na agricultura de precisão é conhecida como geoprocessamento,
pois engloba várias ferramentas tecnológicas e procedimentos de otimização que possibilitam o
manejo diversificado para cada tipo de região e área agricultável, possibilitando maior
resultados produtivos e econômicos. Nesse contexto, objetivou-se com este
trabalho
apresentar algumas das ferramentas utilizadas na manipulação da ambiência da agricultura de
precisão, evidenciando como deve ser a aplicação das mesmas.
2. Material e Métodos
O presente trabalho foi desenvolvido por meio de pesquisa bibliográfica,
identificando-se em trabalhos científicos já publicados e comprovados a temática que se está
estudando, assim, podendo de forma crítica desenvolver
uma visão do assunto sob o
contemplamento de vários autores (GIL, 2010)
Esta pesquisa utilizou o método exploratório de caráter bibliográfico, com o propósito
de esclarecer conceitos relevantes ao bem estar animal na produção de ovinos, fazendo uma
contextualização do panorama mundial da ovinocultura.
3. Resultado e Discussão
3.1 Ambiência e Sustentabilidade na Agricultura de Precisão
A ambiência sustentável na agricultura veio modernizando-se ao longo do tempo
e os modelos de previsão computacionais são bastante usados para estimar a produtividade das
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culturas, associadas ao levantamentos de campo, estimativa da área cultivada, bem como atuar
de forma sustentável (FARIA et al., 2005).
Segundo Dias et al., (2001) a utilização da ferramenta geoprocessamento é de
fundamental importância na agricultura, pois ela pode dimensionar a fertilização dos solos,
mecanização, potencial
produtivo entre
outras
aplicações
decorrentes da diversidade
agrícola. Como também evitar danos ao meio ambiente.
1
GPS - Global Positioning System (Sistema de Posicionamento
Global) é um sistema de satélites e outros dispositivos que tem
como função básica prestar informações precisas sobre o
posicionamento individual no globo terrestre. 2 É uma ferramenta
que manipulam objetos (ou feições geográficas) e seus atributos
(ou registros que compõem u m banco de dados) por meio de seu
relacionamento espacial (topologia)
Soares e Mantovani (2013) explicam que a ferramenta geoprocessamento permite
dimensionar o ambiente para uma agricultura de precisão tanto na condição adequada de
tratamento do solo, como na produtividade, no levantamento de custos e na preservação do
meio ambiente. No que se refere à fertilidade dos solos com a aplicação do geoprocessamento:
(...) é possível questionar-se sobre a quantidade de fertilizantes
e/ou calcário necessário para a correção, manipulando modelos
numéricos de terreno (MNTs – representação digital de
um
modelo numérico da superfície da terra, obtido a partir de um
conjunto
de coordenadas (x, y, z) de pontos distribuídos no
terreno), conjuntamente com dados de perfis do solo,
elaborar
mapas de isovalores de pH, teores de nutrientes (N, P, K, …),
gerando mapas que ao serem cruzados com mapas de ocupação da
terra, apresentarão a distribuição espacial das regiões que necessitam
tal correção, bem como da quantidade necessária. A precisão destes
resultados depende da base de dados utilizada, bem como de
sua confiabilidade (MOTTA; WATZLAWICK, 2013, p.1).
Na mecanização da agricultura o geoprocessamento pode ser aplicado no sentido
de melhorar a utilização do maquinário agrícola na realização das tarefas, mostrando as
“características do terreno, tais como: tamanho da área, declividade, tipo de relevo,
características de solo e a precipitação” (MOTTA;
WATZLAWICK, 2012,
p.1). Nesse
contexto a agricultura e precisão usando do geoprocessamento tem à disposição ferramentas
como a cartografia, o GPS e o sensoriamento direto do solo, como será explicado a seguir.
O Sistema de Informação Geográfica (SIG) é de fundamental importância no
processamento e avaliação de dados georreferenciados na gestão ordenada da agricultura
sustentável (NAVA, 2012). Por meio da cartografia é possível que o agricultor tenha
informações gráficas direto do satélite com precisão da previsão do tempo, para fazer o
planejamento do plantio e colheita (SOUZA FILHO et al., 2008). O satélite é um dos
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recursos utilizados na agricultura como solução para identificar, em grandes áreas, a
necessidade de correção do solo, podendo assim aplicar de forma adequada os insumos
(fertilizantes, defensivos, água, etc), podendo fazer formulação da quantidade adequada
para cada área, atendendo as necessidades específicas de cada parte do campo (Figura 1),
pois o satélite mostra a área correta
e como deve ser a aplicação
de insumos na
agricultura (NUNES, 2013).
Figura 1. Esquema ilustrativo de um sistema de agricultura de precisão. Fonte: Estrada (2007)
A agricultura de precisão tem como fundamento o compromisso com o uso
sustentável do solo, aplicando o manejo adequado para a manutenção de produtividade com
baixo custo. A aplicação do sistema de posicionamento global na agricultura de acordo
com Chaffe (2013, p.1):
(...) é um sistema de posicionamento por satélite americano, por vezes
incorretamente designado de sistema de navegação, utilizado para
determinação da posição de um receptor na superfície da Terra ou em
órbita. Existem atualmente dois sistemas efetivos de posicionamento
por satélite; o GPS americano e o Glonass russo; também existem
mais dois sistemas em implantação; o Galileo europeu e o Compass
chinês.
O sistema GPS pode ser usado por qualquer indivíduo desde que tenha um
receptor para captar o sinal emitido por satélite (Figura 2). As informações geradas pelo GPS
são controladas pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América e pode ser
utilizado por qualquer pessoa de forma gratuita.
Figura 2. GPS na agricultura. Fonte: Pereira (2013)
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A aplicação do GPS na agricultura passou a fazer parte da agricultura de precisão e, as
máquinas que possuem o GPS armazenam em um chip dados referente à produtividade, que
depois são transferidos para um programa compatível que traduz os dados em um mapa de
produtividade do desenvolvimento da lavoura. Por esse sistema também é possível otimizar a
aplicação de insumos em geral (ELIAS e PIROLI, 2009).
O Sistema de Informação Geográfica (SIG) é um sistema de informação
computadorizado que possibilita a captação, modelação, manipulação, recuperação, consulta e
apresentação de dados geográficos. A aplicação deste sistema na agricultura possibilita o
mapeamento da área identificando a fertilidade do solo e os problemas nutricionais existentes
no mesmo, identificando e possibilitando o controle de doenças e pragas da agricultura,
mapeando as áreas mecanizáveis, sendo possível planejar a utilização do maquinário agrícola
com maior precisão, além de possibilitar o mapeamento da reserva ambiental na propriedade
(PITZ; FIGUEIREDO, 2001).
O planejamento da agricultura pelo SIG vem visualizando uma ferramenta que
promove de forma prática, rápida e com menor custo, bancos de dados e documentos
cartográficos com as mais diversas informações que servem como base para a adequação
do planejamento dos cultivos agrícolas (SILVA et al., 2008)
O sensoriamento remoto é o sistema de imagens que obtém dados sobre determinada
região ou objeto sem contato físico com o mesmo, por meio de uma interação de radiação
eletromagnética (REM) decorrentes da fonte solar refletida pelos alvos, pois cada alvo tem
uma característica espectral própria, dessa forma é possível identificá-los por meio dos
elementos do sensoriamento remoto. O sensoriamento remoto por meio das imagens aferidas
pelo satélite tem condições de dimensionar áreas agrícolas com informações precisas sobre a
“estimativa de área plantada, vigor vegetativo da culturas, obtendo subsídios para o manejo
agrícola
em nível
de país,
estado, município e ainda em nível de micro bacia
hidrográfica ou fazenda” (MOREIRA; RUDORFF, 2013, p.5).
As imagens são captadas pelos dispositivos ou sensores acoplados ao satélite que
operam em diferentes faixas do espectro eletromagnético, coletando dados de um mesmo
ponto da superfície terrestre de tempo em tempo, obtendo-se dados de uma área agrícola
várias vezes, durante seu ciclo de crescimento e desenvolvimento (Figura 3), criando um
banco de dados com informações multitemporais (MOREIRA; RUDORFF, 2013).
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Figura 3. Sensoriamento remoto na definição das áreas agrícolas. Fonte: Agrofficio (2013)
Segundo Reis (2010,
p.16) para que se possa captar informações de dados de
sensoriamento remoto por meio de imagens de Satélite, deve-se utilizar o método de
classificação visual, definindo algumas características do alvo, para construir uma chave-deinterpretação. Sendo que essa interpretação visual baseia-se em sete características que são:
Tonalidade/Cor; Textura; Padrão; Localização, Forma, Sombra e Tamanho, conforme pode ser
visto no quadro 1 a seguir:
Quadro 1: Características das imagens avaliadas no processo de análise visual
Característica da Definição
imagem
Tonalidade/Cor
Representa o registro da radiação que foi refletida ou emitida
pelos
objetos da superfície. Tonalidades claras estão associadas a
área de elevada radiância, emitância ou retroespalhamento em
imagens de sensores ópticos e termais e ativos de microondas,
Textura
Padrão
Localização
respectivamente. Tonalidades escuras indicam áreas de baixa
A textura de imagem representa a freqüência de mudanças tonais
radiância ou emitância em imagens ópticas e termais, e áreas de
por unidade de área dentro de uma dada região. A textura da
sombra ou de reflexão especular em sensores ativos de microondas.
da escaladepende
da imagem
utilizada.espacial
O significado
da do
textura
também
imagem
da resolução
do sistema,
processo
de
As cores mais claras e mais escuras e suas combinações são
varia
imageamento
e o arranjo espacial dos objetos na cena. O
O
padrão define
derivadas
da combinação
de tonalidade das bandas individuais.
com o tipo de imagem utilizada.
significado do
A
localização
posição
relativaanalisadas,
do objetodeousuafeição
padrão
também representa
depende doa tipo
de imagens
dentro
escala edasua resolução espacial.
cena. Muitas
Forma
vezes,
em imagens
TM-Landsat, não se pode
identificar
o rio, espacial
mas peladolocalização
da mata
Representa diretamente
a configuração
objeto. Esta
forma galeria
pode
eserlevando em conta o conhecimento de que esta acompanha o
curso do rio,
ser mapeado
indiretamente.
observada
em este
duaspode
dimensões
em imagens
que não possuem o
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atributo de estereoscópica, ou em três dimensões em imagens
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estereoscópicas.
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Sombra
A sombra dos objetos pode ser utilizada como fonte de informação
sobre
limites de unidades geológicas, dimensões relativas de escaras, árvores.
O tamanho dos objetos é função da resolução do sistema e da escala
O significado das sombras também é afetado pelo tipo de sensor
das REIS, 2010,p. 15)
Fonte: Novo (2008, p.307 apud
utilizado, pela resolução espacial do sensor e pela escala da imagem.
imagens. O tamanho do objeto pode ajudar em sua identificação.
Tamanho
3.2 Ambiente em que o Geoprocessamento é Utilizado na Agricultura
As ferramenta do geoprocessamento pode ser usada em diferentes áreas da agricultura,
tais como: para dimensionar o uso de insumos na fertilização e correção dos solos; na
mecanização para identificar os tipos de máquinas podem ser usadas nas diferentes áreas
agricultáveis; no mapeamento da disponibilidade de água no solo; identificação do clima e
temperatura da região; mapeamento de pragas e ervas daninhas que podem atacar a cultura; e
no dimensionamento da produtividade entre outras aplicações decorrentes da diversidade
agrícola. Entre as diversas formas de usar as ferramentas tecnológicas pode se destacar as
seguintes:
(...) mapeamento de solos e de culturas, para obter mapas de
rendimento, aplicação de insumos em taxas variáveis, orientação na
aplicação aérea e terrestre de insumos e uso em sistemas de suporte
a tomadas de decisões de manejo. As técnicas de AP tem sido
empregadas também para mapear e monitorar áreas de infestação
de plantas daninhas, pragas e doenças, o que facilita a adoção
de praticas de controle adequadas. Em alguns estudos baseados na
reflexão diferencial da radiação incidente sobre a vegetação, sensores
distinguem o que e solo e o que e planta daninha, fazendo a
aplicação de tratamentos em áreas onde especificamente estas se
localizam. Isso possibilita redução da quantidade de herbicida
aplicado,
diminuição
do custo de produção
e aumento
do
rendimento de grãos (PIRES et al., 2004).
Por meio do geoprocessamento é possível mapear e precisar os benefícios que cada
área agricultável possui, por meio da localização antecipada dos prováveis problemas, podendo
assim minimizar com planejamento preciso de solução, promovendo menor custo e maior
rentabilidade da produção. As ferramentas do geoprocessamento podem ser usadas em
conjunto ou separadamente, dependendo da disponibilidade financeira e do projeto de
utilização do produtor.
3.3 Aumento da Produtividade e Lucratividade com uso das Tecnologia
De acordo com Pires et al. (2004) o uso de tecnologias de precisão aumentam a
produtividade e melhoram o controle da área cultivada mediante o conheciment o da
variação do rendimento de produção de local para local, como também possibilita:
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(...) uso racional de insumos, para maior retorno; menor impacto
ambiental e melhoria da qualidade do solo ao longo do tempo;
priorização dos investimentos em insumos nas áreas em que o
potencial de rendimento de produção e maior, garantindo maior
possibilidade de retorno econômico com menor investimento
(salienta-se que o retorno econômico obtido dependera
da
variabilidade da área trabalhada e da importância econômica
da cultura); maior fluxo de informações para direcionar a tomada
de decisões de manejo; e valorização da propriedade rural
(PIRES et al., 2004).
Percebe-se que os benefícios esperados com a agricultura de precisão variam de
acordo com a utilização da ferramenta tecnológica adequada nos diferentes manejos possíveis
dentro da propriedade.
Avaliando a produtividade pode-se verificar que o uso de tecnologias na agricultura
viabiliza economicamente a produção, pois permite que se tenha o mapeamento dos problemas
de forma localizada com isso não se perde tempo nem dinheiro solucionando o problema
direto no local definido, garantindo assim a possibilidade de maior retorno econômico
com menor investimento, aumentando dessa forma a lucratividade do produtor (PIRES et al.,
2004). A relação custo/benefício do uso de tecnologias na agricultura de precisão torna-se
clara, pois os investimentos sempre são compatíveis com a produção que trará lucratividade.
4. Conclusão
Ao finalizar este trabalho pode-se inferir que as tecnologias de ambiência vem trazer
uma nova visão para a produção agrícola, promovendo ao gestor da propriedade rural maior
eficiência na tomada de decisão e no manejo da produção. Pois tem maior conhecimento sobre a
capacidade produtiva da área, podendo investir com redução de custos e minimização do
impacto ambiental, obtendo sempre maior lucratividade.
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