enegep2003_tr0905_0039(1)

XXIII Encontro Nac. de Eng. de Produo - Ouro Preto, MG, Brasil, 21 a 24 de out de 2003

ENEGEP 2003 ABEPRO 1

Sistema informatizado de acompanhamento de aqicultura

Cicero Aparecido Bezerra (PUCPR) [email protected] Alex Fernando Krsten (FUNTEC) [email protected] Sandra Schiavon (PMT) [email protected]

Resumo A importncia da produo de peixes no Brasil tem ganhado destaque cada vez mais crescente por parte dos idealizadores de polticas pblicas. Tal interesse origina-se a partir da combinao de vrios fatores, entre eles, a alta lucratividade no setor (se bem controlado) e os imensos recursos hdricos do pas. Infelizmente, a explorao desta produo ainda , na maioria dos casos, artesanal. premente, portanto, a introduo de tecnologias de outras reas que possam contribuir para a competitividade deste setor. Desta forma, aliou-se ao processo de criao de peixes em gua doce, aspectos da engenharia de software, com a finalidade de desenvolver um sistema informatizado, de baixo custo e rpida implementao, de acompanhamento de viveiros, com caractersticas de apoio tomada de deciso. O presente artigo aborda algumas questes do projeto do software, a usabilidade do sistema desenvolvido e sua aplicao na aqicultura. Palavras-chave: Aqicultura, Tecnologia de Informao, Engenharia de Software

1. Introduo A produo agrcola vem apresentando queda no produto interno bruto do Brasil, provocando a procura de alternativas viveis para a reverso deste quadro, conforme Teixeira Filho (p.45, 1991). Uma das alternativas que pode proporcionar o incremento da atividade agrcola, segundo o mesmo autor, a piscicultura, devido ao imenso potencial hdrico, desde que devidamente aliado ao desenvolvimento e aplicao de tecnologias apropriadas. Apesar disso, o pas ainda apresenta uma baixa competitividade neste setor (em relao aos demais pases), causado, entre outros motivos, pela no modernizao do setor e pelos baixos preos praticados no mercado, no levando em considerao, fatores como a produtividade e conseqentemente, a injusta remunerao do produtor.

De acordo com Ricardo Neukirchner, citado por Toledo (p.41, 2002), cada vez mais, os criadores tero que se profissionalizar para segurar custos, por exemplo, da engorda de alevinos produzidos com a tecnologia que utilizamos aqui. Vem da, a necessidade de desenvolvimento e disseminao de instrumentos de baixo custo no auxlio criao de peixes. A partir desta constatao, desenvolveu-se um software que implementa aspectos de controle de qualidade de viveiros de piscicultura (fundamental para o incremento da produtividade).

Neste sentido, encontra-se o presente trabalho: descrever o processo de desenvolvimento do sistema e sua aplicabilidade no processo de produo de peixes. Para efeitos de apresentao, dividiu-se em um referencial terico sobre piscicultura e modelagem de sistemas de informao; o projeto do software; sua usabilidade; limitaes e recomendaes e, finalmente; consideraes sobre o sistema informatizado e sua implicao no acompanhamento de viveiros de aqicultura, esperando com isto, contribuir para a insero da tecnologia neste ramo de atividade e, conseqentemente, o aumento da produtividade na piscicultura.



2. Referencial terico Este tpico compreender a pesquisa bibliogrfica no que se refere ao processo de criao de peixes em viveiros de aqicultura, alm de certos aspectos da modelagem de software, com o objetivo de fornecer elementos necessrios para o entendimento de seus conceitos bsicos. importante salientar que no se pretende esgotar o assunto, mas sim identificar aspectos fundamentais para a contextualizao do assunto abordado.

2.1 Produo de peixes Apesar do rico manancial hdrico e da imensa faixa costeira, a produo brasileira de pescado no significativa, ocupando, de acordo com Schober (p.1, 2002), o 25 lugar no ranking mundial de pases produtores, com 70.480 toneladas produzidas (o 1 lugar pertence China, com 24.030.313 toneladas). Segundo Okuda (p.3, 1999), o Brasil tem condies de produzir (entre peixes, crustceos e moluscos) cerca de 1,1 milho de toneladas, desde que investindo fortemente na pesca ocenica e aqicultura, conforme expectativa de tcnicos do Departamento de Pesca e Aqicultura (DPA), do Ministrio da Agricultura. Com relao exclusivamente aos recursos hdricos de gua doce, apesar do pas possuir 13% de toda a gua doce do planeta, produz apenas 2% do pescado mundial em rios e lagos.

Para que o Brasil alcance padres mundiais de produtividade em pescados de gua doce, premente a necessidade de pesquisas que possam contribuir com o processo de produo. Neste sentido, h que se entender o processo. De acordo com Ostrensky e Boeger (p.15-148, 1998), a produo de peixes, apesar de no seguir uma receita de bolo, pode mostrar-se lucrativa a partir de uma combinao de conhecimentos tericos e prticos, alm da aplicao correta de tcnicas. Para os mesmos autores, os procedimentos podem ser resumidos em:

Definio de espcies e nveis de manejo: os fatores mercadolgicos, econmicos, biolgicos, ambientais e de infra-estrutura devem ser levados em considerao na definio de espcies a serem cultivadas, optando-se pelo sistema de produo (peixamento; povoamento mais aplicao peridica de fertilizantes; povoamento, fertilizantes e arraoamento; povoamento e alimentao exclusiva base de raes comerciais; povoamento, arraoamento, areao e trocas peridicas de gua; povoamento, arraoamento, areao e trocas contnuas de gua) mais adequado realidade financeira do produtor, sabendo que, quanto mais intensificado for o nvel de manejo, maior a produo.

Preparao de viveiros: os nveis de produtividade sero influenciados pela qualidade do viveiro que, envolvem os procedimentos de esvaziamento e secagem (responsvel por permitir a oxigenao das camadas de solo e eliminao de ovos de peixes e predadores); desinfeco (utilizada eliminar resduos txicos ou organismos), aplicao de calcrio (cuja funo neutralizar a acidez do solo e gua), oxidao de matria orgnica (prevenindo que o excesso provoque a diminuio de concentrao de oxignio e produo de substncias txicas), fertilizao (para aumentar a quantidade de fitoplncton existente na gua) e controle de macrfitas (plantas que crescem dentro ou prximas dos viveiros).

Povoamento dos viveiros: esta etapa a responsvel pelo transporte e transferncia de alevinos para o viveiro; alevinagem e viveiros de engorda; controle da densidade de peixes e; determinao de monocultivo (apenas uma espcie no viveiro), policultivo (mais de uma espcie) ou consorciamento (envolvendo outra atividade agropecuria na piscicultura).

Manuteno da qualidade da gua: vrios autores concordam que, este item, por ser extremamente delicado, necessita de ferramentas de controle geis e adequadas (TEIXEIRA FILHO, p.138, 1991; PROENA e BITTENCOURT, p.52, 1994;



OSTRENSKY e BOEGER, p.75, 1998). Fatores relativos estocagem; acompanhamento do desenvolvimento dos peixes; acompanhamento quanti-qualitativo da gua; controle de desinfeco, correo e fertilizao e; alimentao so elementos essenciais no processo de produo de peixes.

Manejo de peixes: onde ocorre o acompanhamento dos peixes, atravs de tcnicas de amostragem ou seleo peridica dos peixes com o objetivo de detectar e sanar problemas, avaliar a qualidade, corrigir quantidade de rao, calcular taxas de crescimento e avaliar o estado sanitrio dos peixes cultivados.

Arraoamento: com o fornecimento adequado de alimentao (natural ou rao) possvel aumentar a densidade de peixes no viveiro; potencializar o crescimento da espcie cultivada; garantir o estado sanitrio do plantel; melhorar a qualidade e o sabor da carne dos peixes; manter uma melhor qualidade da gua e; garantir uma melhor produtividade.

Despesca: este procedimento encerra o cultivo. Para efetuar a despesca, pode-se optar pela drenagem de viveiros; redes de arrasto e ainda; pode ser parcial ou total. importante avaliar o nmero de peixes produzidos; peso mdio; taxa final de sobrevivncia; produo alcanada e produtividade.

A partir do povoamento dos viveiros, a engorda passa a ser a fase mais longa do empreendimento e, por isto, conforme Teixeira Filho (p.138, 1991), o acompanhamento torna-se vital. Infelizmente, o mesmo autor observa que, o criador ainda precisa elaborar um ficha de acompanhamento e, freqentemente, controlar as tarefas de alimentao, avaliao e interpretao de dados, muitas vezes, de forma manual. Neste sentido, justifica-se o desenvolvimento do software proposto a partir deste estudo: contribuir para que o acompanhamento seja efetuado de maneira informatizada, garantindo assim, melhor preciso das informaes, reduzindo o tempo gasto com a tarefa e, aumentando desta forma, os ndices de produtividade da cultura.

2.2 Modelagem de sistemas de software Todas as etapas do desenvolvimento de um software (anlise de requisitos, projeto, codificao, testes e implantao), interagem para, entre outros aspectos, projetar interfaces (homem-sistema, sistema-sistema), implementar regras que fazem parte da atividade a ser informatizada e definir as bases que armazenaro os dados. Algumas tcnicas so utilizadas em cada uma das etapas:

Definio de interfaces: um diagrama que vem sido utilizado com bastante freqncia para, dentre outros aspectos, a determinao de interfaces, o Diagrama de Casos de Uso, que consiste na representao grfica de atores (pessoas ou outros sistemas que interagem diretamente com os aspectos funcionais do software), casos de uso (funcionalidades do sistema) e o tipo de relao entre eles.

Implementao de regras de negcios: algumas tcnicas de codificao tm sido utilizadas de acordo com o grau de complexidade do software. Entre as mais populares, pode-se citar a programao estruturada (que consiste em dividir um cdigo em pequenos mdulos mais facilmente implementveis e relacion-los, conforme a necessidade), programao orientada a objetos (desenvolve-se o software de acordo com a percepo de objetos presentes na soluo, identificando seus atributos e mtodos que os processaro), conforme Belloquim (p.12, 2002). Dependendo do ambiente de programao adotado e da complexidade do software, pode-se optar por diminuir a codificao, trabalhando com a parametrizao de componentes pr-existentes e de eventos que iro determinar aes a partir destes componentes (programao orientada a eventos).



Definio de base de dados: os dados que sero mantidos pela aplicao podem ser estruturados de acordo com tcnicas e banco de dados disponveis no mercado, sendo que, atualmente, o mais disseminado o modelo relacional, consistindo de uma relao matemtica de tabela de linhas e colunas, sendo que as diversas tabelas relacionam-se umas com as outras por meio de mapeamentos de valores de dados entre elas (MULLER, p.34, 2002). J o modelo orientado a objetos vem se difundindo medida que este paradigma de desenvolvimento vem se tornando padro na indstria de software. Conforme Afonso Jr (p.14, 2002), no modelo relacional, apenas os dados so armazenados fisicamente. Nos bancos de dados orientados a objetos, os dados (atributos) ficam armazenados juntamente com seu comportamento (mtodos).

A utilizao de modelos, para a representao de um projeto, uma prtica comum em qualquer engenharia (no sendo diferente na engenharia de software), conforme Tanaka (p.14, 2002), e sua utilidade reside na capacidade de representar, validar e simular os resultados originados em cada etapa do processo de produo, garantindo desta forma, que a funcionalidade desejada seja alcanada.

3. Desenvolvimento do sistema Por se tratar de procedimento vital no processo da piscicultura (j citado anteriormente), o controle do viveiro (estocagem, controle de peixes, gua, desinfeco, correo, fertilizao e alimentao) foi objeto deste estudo. Outras caractersticas determinaram o desenvolvimento de software de acompanhamento de viveiros: grande nmero de dados necessrios ao perfeito monitoramento; nmero limitado de solues informatizadas no setor; possibilidade de incorporar elementos de previso a partir de uma base histrica de dados e; possibilidade de agilizar o processo de controle, agregando valor produo de peixes. Para desenvolver o software, utilizou-se o Delphi, verso 6 Enterprise (BORLAND SOFTWARE CORPORATION, 2001), por se tratar de um ambiente integrado de desenvolvimento (IDE Integrated Development Environment) que permite o projeto de interfaces de usurio a partir de um extenso conjunto de componentes reutilizveis e parametrizveis possibilitando acesso direto base de dados (para esta, utilizou-se o Paradox, banco de dados nativo do ambiente).

3.1 Projeto da base de dados O projeto do banco de dados foi desenvolvido de acordo com o modelo relacional, devido suas caractersticas de armazenamento de grande volume, execuo de pesquisas rpidas e garantia de integridade dos dados, alm de possibilitar a separao entre os dados e a lgica dos processos, onde segundo Afonso Jr (p.15, 2002), possibilita maior ganho na reduo da complexidade das aplicaes.

Alm disso, o modelo relacional permite operaes de armazenamento e consulta atravs da linguagem SQL (Structured Query Language) que, de acordo com Afonso Jr (p.15, 2002), consiste, basicamente, na formao de um produto cartesiano das relaes especificadas em uma clusula from, realizando uma seleo em lgebra relacional utilizando o predicado existente em uma clusula where e projetando os resultados nos atributos de uma clusula select e, a partir deste ponto, possibilitando a disponibilizao na interface. Para a implementao dos clculos de desempenho (regras de negcio) na linguagem SQL, utilizou-se basicamente o widget (componente) UpdateSQL, presente no IDE, o qual permite parametrizar rapidamente os elementos que iro disparar pesquisas nas tabelas do banco de dados, bem como as operaes matemticas que incidiro sobre as mesmas. O modelo lgico de dados, representado pelo Diagrama Entidade-Relacionamento, foi obtido a partir da Ficha de Acompanhamento do Viveiro (EMATER, no paginado, 1998), e pode ser visualizado na FIGURA 1:



FIGURA 1: Diagrama Entidade-Relacionamento

A determinao dos elementos voltados funcionalidade do software foram obtidos a partir das tabelas definidas no Diagrama Entidade-Relacionamento, onde definiram-se interfaces que permitem o cadastramento dos dados e/ou mostram o resultado dos clculos necessrios na atividade. medida em que os dados so armazenados no sistema, pode-se obter automaticamente, o clculo do desempenho, onde:

Sobrevivncia (%) = (n peixes despescados n peixes estocados) x 100 Peso mdio dos peixes (g) = (peso total dos peixes em kg n peixes pesados) x 1000 Biomassa estimada (kg) = [n peixes estocados x peso mdio peixes (g)] 1000 Ganho de peso indiv. em g/dia = (peso mdio final peso mdio inicial) dias cultivo Converso alimentar = quantia rao fornecida (biomassa final biomassa estocada) A implementao de interfaces seguiu o padro adotado pela Ficha de Acompanhamento do Viveiro (EMATER, no paginado, 1998), que pode ser visualizada na FIGURA 2:



Estocagem Nmero de peixes Peso Data Espcie viveiro por ha Comprimento indivduo viveiro por ha Origem

Acompanhamento peixes

Ganho peso/dia Data ltima amostra Espcie Peso

mdio indivduo viveiro Biomassa estimada Rao fornecida Converso alimentar Obs.

Acompanhamento da gua

Temperatura Oxignio IpH Data Manh tarde manh tarde noite Manh Tarde Alcalinidade Dureza Amnia Secchi Cor gua

Desinfeco/Correo/Fertilizao

Quantidade (kg) Adubos orgnicos Quantidade aplicada Data Produto viveiro por ha Tipo viveiro por ha

Forma de aplicao

Alimentao

Quantidade Data Tipo alimento Marca % da biomassa Kg/dia

Nmero de fornecimento

ao dia

Forma de fornecimento Observao

Despesca

N peixes Peso (kg) Data Espcie viveiro por ha individual viveiro por h Comprimento Observao

FIGURA 2: Ficha de acompanhamento do viveiro

importante ressaltar que, por questes de limitaes de espao no presente artigo, optou-se apenas por demonstrar o modelo de dados (FIGURA 1), por tratar aspectos fundamentais na gerao de informaes, independente do paradigma utilizado para modelar regras de negcios e / ou interfaces.

3.2 Usabilidade do sistema O sistema desenvolvido de fcil manuseabilidade, consistindo, basicamente, das etapas de cadastros gerais (onde so informados os dados sobre origem de alevinos, viveiros, alimentos, ndices de qualidade da gua e produtos de correo), controles primrios (onde, a partir do cadastro de viveiros e origens de alevinos, pode-se iniciar o controle de uma estocagem; a partir desta, possvel monitorar viveiros, controlar despesca, monitorar a biometria e controlar a mortalidade) e controles secundrios (controle da gua, a partir do cadastro de viveiros e de ndices de qualidade; controles da colorao, vazo, correo e alimentao). O esquema existente entre entradas (dados informados pelo usurio ao sistema) e sadas (informaes automatizadas geradas pelo sistema, a partir das entradas) descrito a seguir:

Estocagem: entradas (viveiro, espcie, origem alevinos, data estocagem, previso despesca, n peixes viveiro, n peixes por ha, comprimento, peso individual, perda estimada, crescimento desejado); sadas (peso total por viveiro, peso total por ha).

Qualidade da gua: entradas (viveiro, ndice de qualidade, data, hora, valor); sadas (comparativo grfico histrico entre valor da leitura e valor ideal).

Anlise do solo de fundo: entradas (viveiro, data, pH, fsforo, clcio, magnsio, potssio, carbono e saturao); sadas (grfico histrico dos valores de leitura).

Mortalidade: entradas (estocagem, causa, data, total indivduos); sadas (comparativo grfico histrico entre mortalidade e causa).



Alimentao: entradas (estocagem, alimento, forma alimentao, data, hora, quantidade percentual de biomassa); sada (quantidade de rao no dia, comparativo grfico entre alimentao e peso total por viveiro e por ha).

Biometria: entradas (estocagem, data, peso mdio); sadas (n dias da ltima amostra, ganho peso de individual e por viveiro, biomassa estimada, quantidade de rao fornecida, converso alimentar estimada e efetiva, grfico histrico de valores obtidos).

Correo: entradas (viveiro, data de aplicao, produto, forma de aplicao, quantidade aplicada por viveiro, quantidade aplicada por ha); sadas (comparativo grfico histrico de quantidades aplicadas e peso total por viveiro e ha).

Despesca: entradas (estocagem, data, quantidade por viveiro, quantidade por ha, peso individual, comprimento); sadas (peso por viveiro e por ha; grfico histrico de pesos individuais, comprimento, quantidade de peixes e peso por ha e peso por viveiro; comparativo grfico histrico entre estocagem e despesca).

O software desenvolvido atualmente limitado a dados sobre a biometria, controle de gua, alimentao e despesca. Est sendo implementado um mdulo de custos de produo, a partir dos dados armazenados, acrescentando os devidos valores unitrios nas tabelas de Alimentos e Produtos, alm de criar uma tabela e uma interface para armazenamento de custos gerais (por exemplo: equipamentos, combustvel, energia, transporte, reagentes, entre outros).

3.3 Limitaes e recomendaes Como todas as observaes cadastradas nas tabelas gerais possuem um campo responsvel pelo armazenamento de datas, verifica-se a presena de sries temporais. Desta forma, sugerem-se estudos de modelos de previso (Holt-Winters e, principalmente, regresso mltipla e ARIMA, visto o nmero de variveis dependentes nas sries) aplicados ao controle de gua e peixes. Este mdulo traria a vantagem de prever situaes anormais, auxiliando no apoio antecipado deciso, muitas vezes vital em se tratando de piscicultura.

Finalmente, recomendam-se pesquisas no sentido de integrar o software desenvolvido a hardwares que automatizem a coleta de dados referentes qualidade da gua em perodos pr-definidos, garantindo, alm de maior fidelidade de informaes, agilidade de todo o processo.

4. Consideraes finais Com relao ao processo de desenvolvimento do software, devido s caractersticas apresentadas pelos requisitos, pde-se optar pelo desenvolvimento orientado a eventos, cuja vantagem, utilizando componentes (widgets) j padronizados, apresenta-se no sentido de minimizar a codificao (muitas vezes altamente dependente de esforos individuais, portanto, no padronizados, do programador), alm de manter uniformidade e agilidade no processo. No desenvolvimento orientado a eventos, as aplicaes so implementadas de forma a responder a eventos disparados pelo usurio ou pelo sistema. Desta forma, ao implementar uma interface, deve-se atentar para todas as possibilidades de aes (e seqncias de aes) manipuladas pelo usurio e trat-las por meio de linhas de cdigo e / ou parametrizaes (BORLAND SOFTWARE CORPORATION, p.3-3, 2001). Quanto maior o nmero de componentes parametrizados, maior ser a produtividade e a uniformidade da aplicao, uma vez que no se depende da criatividade lgica do engenheiro de software, mas sim das aes executadas pelo usurio e as respostas do sistema.

O desenvolvimento do sistema de acompanhamento de viveiros, de acordo com o projeto desenvolvido neste artigo, levou 2 semanas para ser concludo, com esforo de 1 homem / hora, durante 6 horas dirias, o que demonstra a produtividade em softwares desta natureza desenvolvidos atravs do paradigma da orientao a eventos.



Finalmente, com relao ao usurio, procurou-se implementar as interfaces de forma a minimizar o nmero de aes necessrias para a armazenagem de dados e recuperao de informaes, diminuindo assim, o esforo humano na operao. A inovao produzida pelo software reside-se na criao de um banco de dados para auxiliar a o controle de viveiros e, por manter em sua base de dados, indicadores da qualidade e o impacto da sua aplicao no processo de produo, permitindo o acompanhamento e a rpida tomada de deciso em virtude de projees histricas grficas, tanto dos indicadores, como dos resultados apresentados.

Referncias AFONSO Jr, Caricio. Uma nova era na tecnologia dos bancos de dados. Developers Magazine. Rio de Janeiro: Axcel Books, ano 6, n.65, p.14-16, jan.2002.

BELLOQUIM, tila. Modelagem de software: ontem, hoje e amanh. Developers Magazine. Rio de Janeiro: Axcel Books, ano 6, n.70, p.10-13, jun.2002.

BORLAND SOFTWARE CORPORATION. Delphi Enterprise. Verso 6. Scotts Valley: Borland, 2001. CD-ROM.

_____. Delphi 6: developers guide. Scotts Valley: Borland, 2001.

EMATER (PARAN). Acompanhamento dos Viveiros. Curitiba, 1998.

MULLER, Robert J. Projeto de Banco de Dados: Usando UML Para Modelagem de Dados. So Paulo: Berkeley Brasil, 2002.

OKUDA, Tomas. Produo de peixes pode crescer 40%. O Estado de So Paulo. So Paulo, 31 mar. 1999. Suplemento Agrcola. p.3.

OSTRENSKY, Antonio; BOEGER, Walter. Piscicultura: Fundamentos e Tcnicas de Manejo. Guaba: Agropecuria, 1998.

PRESSMAN, Roger. Software Engineering: a Practitioner's Aproach. 5. ed. New York: McGraw-Hill, 2001.

PROENA, Carlos Eduardo Martins de; BITTENCOURT, Paulo Roberto Leal. Manual de Piscicultura Tropical. Braslia: IBAMA, 1994.

SCHOBER, Juliana. Sustentabilidade Fundamental Para Desenvolvimento da Aqicultura. Disponvel em < http://www.comciencia.br/especial/aquic/aquic01.htm> Acesso em: 27/01/2003.

TANAKA, Asterio. Modelagem de sistemas de software: uma breve reviso. Developers Magazine. Rio de Janeiro: Axcel Books, ano 6, n.70, p.14-16, jun.2002.

TEIXEIRA FILHO, Alcides Ribeiro. Piscicultura ao Alcance de Todos. 2 ed. So Paulo: Nobel, 1991.

TOLEDO, Luis Roberto. Tilpia: vocao para ficar em primeiro lugar. Globo Rural. So Paulo: Editora Globo, ano 17, n. 195, p. 38-44, jan 2002.

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