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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL MIGUEL MOFARREJ AGRONOMIA FIO LEVANTAMENTO DA FROTA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS COM POTENCIAL PARA USO DE TELEMETRIA NO BRASIL GUILHERME DIONÍSIO OURINHOS SP 2018 GUILHERME DIONISÍO

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FUNDAÇÃO EDUCACIONAL MIGUEL MOFARREJ

AGRONOMIA FIO

LEVANTAMENTO DA FROTA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS COM POTENCIAL PARA USO DE TELEMETRIA NO BRASIL

GUILHERME DIONÍSIO

OURINHOS – SP 2018

GUILHERME DIONISÍO

LEVANTAMENTO DA FROTA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS COM POTENCIAL PARA USO DE TELEMETRIA NO BRASIL

OURINHOS – SP 2018

Monografia apresentado ao Curso de Agronomia das Faculdades Integradas de Ourinhos como pré-requisito para a obtenção do Título de Bacharel em Engenheiro Agrônomo

Professor orientador: Me. Renato Maravalhas de

carvalho barros.

Professor Coorientador: Dr. Daniel Campanelli de

Andrade.

GUILHERME DIONISÍO

LEVANTAMENTO DA FROTA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS COM POTENCIAL PARA USO DE TELEMETRIA NO BRASIL

Esta monografia foi julgada e aprovada para obtenção do Bacharel no Curso de Agronomia, das Faculdades Integradas de Ourinhos. Ourinhos, -- de junho de 2018.

Prof. Renato Maravalhas de Carvalho Barros Coordenador do Curso de Agronomia.

BANCA EXAMINADORA

X

X

X

Dedico esse trabalho aos meus pais,

Sr. Carlos Alberto Dionisio e Luiza

Helena Alves Dionisio e meu irmão Luiz

Gustavo Dionisio que me incentivaram

e apoiaram em todos os momentos

difíceis da minha graduação e sempre

serviram de base na minha vida.

AGRADECIMENTO

A Deus, a Nosso Senhor Jesus, a Nossa Senhora Aparecida.

Aos meus amados pais, Carlos Alberto Dionisio e Luiza Helena Alves Dionisio

e ao meu irmão Luiz Gustavo Dionisio, uma pessoa que eu admiro muito e me

espelho em seu garra e competência, que desde o início de meus estudos me

incentivaram a vencer todas as batalhas, não importando os desafios a enfrentar,

sendo, portanto, minha principal fonte de renovação quando as coisas pareciam

perdidas.

Quero agradecer meus grandes amigos Jacke e Junior que me deram a

honram de ser padrinho de sua filha, que com muito amor eu aceitei essa missão, e

quero ser o melhor padrinho que puder.

Agradeço ao meu amigo Daniel Campanelli que me orientou e me auxiliou na

construção deste TCC.

A todos os amigos, professores da graduação, orientadores, Coorientador

pelos ensinamentos e pelo exemplo como referências profissionais.

Aos amigos inestimáveis Aldo, Gustavo, Luiz Otavio, Leonardo, Victor,

Anderson e tantos outros por toda a ajuda e dedicação ao longo desta épica jornada.

Também quero agradecer a todos que de forma direta ou indireta me dera

forçar para sempre conquistar meus objetivos e me incentivaram a nunca desistir.

A minha família que sempre estiveram ao meu lado me apoiando.

A vida me ensinou a nunca desistir nem perder nem ganhar mais procurar evoluir. ―Chorão‖

RESUMO

As máquinas agrícolas são parte indispensável da agricultura moderna, elas estão

presentes desde modelos familiares de agricultura até em grandes grupos agrícolas

do país. O Brasil é um grande fabricante e consumidor de maquinário e implementos

agrícolas a nível mundial e acompanha a evolução tecnológica que ocorre nesse

meio. Juntamente com as novas tecnologias das máquinas agrícolas e a evolução

da agricultura de precisão surgiu a necessidade do melhor aproveitamento dos

dados gerados ao longo do tempo e das diferentes operações que ocorrem no

campo. Surgiu a telemetria para ajudar na efetiva coleta e transmissão desses

dados. Não são todas as máquinas produzidas e comercializadas no país que

possuem potencial para uso desta nova tecnologia. Foi afim de constatar qual é a

frota de máquinas agrícolas existentes com potencial para uso de telemetria e a

produção e comercialização anual de tal perfil de equipamentos que este trabalho se

realizou. Constatou-se que o Brasil possui mais de 130 mil máquinas com tal perfil e

que anualmente produz 23.950 novas máquinas com potencial tecnológico para uso

de sistemas de telemetria para a transmissão dos dados.

Palavra-chave: máquinas agrícolas, agricultura de precisão, telemetria.

ABSTRACT

The agriculture machines are indispensable part of modern agriculture they have

been present since agriculture family pattern even in the large agriculture groups in

the country. Brazil is a big machine manufacturer and consumer of agriculture

implements at a universal level and follows a technological evolution that occurs in

this mean. Along with the technification of the agricultural machine and the precision

evolution it was necessary a better use of the generate data through the time and the

different operations in the field. Then the telemetry came up to help the effective

collect and the data transmission. Not all the produced and commercialized machine

in the country get a potential use of such technology. This work got the aim of

verifying what the machine area is with the potential to the use of telemetry and the

annual production and commercialization of such equipment profile. It was found that

in Brazil there are over 130 thousand machines with this profile and that annually

produces 23.950 new machines with technological potential for the use of telemetry

systems to the data transmission.

Palavra-chave: agricultural machinery, precision agriculture, telemetry.

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................9

2. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................................... 13

2.1. Agricultura de Precisão (AP) ................................................................................................. 13

2.1.1. Agricultura de precisão no Brasil .................................................................................. 16

2.2. Mecanização Agrícola e Tecnologia Embarcada. ............................................................. 18

2.2.1 Piloto automático .............................................................................................................. 20

2.2.2 Monitor de plantio ............................................................................................................. 20

2.2.3 Monitores de colheita ....................................................................................................... 20

2.2.4Taxa variável ...................................................................................................................... 22

2.3. Telemetria Agrícola ................................................................................................................ 23

2.3.1. Meios de transmissão dos dados ................................................................................. 27

2.3.2.1 Transmissores GSM/GPSR. .................................................................................... 29

2.3.2.2 Transmissores Zigbee .............................................................................................. 29

3. MATERIAL E METÓDOS ............................................................................................................. 30

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................... 31

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................................ 38

REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 39

9

1. INTRODUÇÃO

Usar a tecnologia na agricultura faz parte do contexto atual e neste contexto a

agricultura de precisão já é uma rotina no campo tanto para grandes como para

pequenos produtores. O consenso de que existe uma grande variabilidade nas áreas

de produção, que pode ser devido as algumas variações no relevo, no solo, na

vegetação e também do histórico de uso que vem se utilizando. Informações de

variações da sua produção e da sua qualidade são de suma importância para

qualquer cultura. Sendo assim é importante um trabalho de observação, medição e

registro destas variações. Estas diferenças fazem com que produtores, técnicos e

engenheiros agrônomos tratem cada região de modo diferente de acordo com suas

necessidades e potencialidades (BERNARD et al, 2014).

O primeiro mapa de produtividade derivado de um monitor de rendimento

acoplado ao GPS foi produzido na Alemanha em 1990 a partir de uma cultura de

canola (SCHNUG, HANEKLAUS; LAMP, 1991). Depois desta data a agricultura de

precisão vem se tornando acessível aos mais variados produtores com o surgimento

de vários equipamentos e tecnologias, os produtores de grãos e algodão dos EUA

dominaram a tecnologia e expandiram as atividades com a agricultura de precisão,

segundo Griffn e Lowenberg-deboer (2005), no início da década de 2000 cerca de

90% dos monitores de produtividade do mundo estavam em operação nos EUA.

Cerca de 28% da área de milho plantada e 11 da área plantada de soja já tinham o

rendimento monitorados com estas tecnologias (WINSTEAD et al., 2010). Os

principais motivos para a adotar estas tecnologias de AP nos EUA foram o aumento

da eficiência dos sistemas de produção, com a otimização dos custos por meio da

aplicação de fertilizantes à taxa variável (GODWIN et al., 2003; DOERGE, 2005) e a

maximização do rendimento (KITCHEN, 2008).

As previsões do MAPA para 2022 (BRASIL, 2012) mostram que a produção

de grãos aumentará 22%, sendo a soja o principal produto, com média de 2,3% ao

ano. Os produtos: trigo, milho, carnes (frango, bovina e suína) deverão também

liderar esse crescimento (NOGUEIRA, 2012). Neste cenário de expansão da

produção, segundo Inamasu (2013), o uso do conjunto de tecnologias da Agricultura

de Precisão no gerenciamento da propriedade, considerando a variabilidade

10

espacial para maximizar o retorno econômico e minimizar os riscos de dano ao meio

ambiente pode ser critério decisivo. Porém, a adoção da AP nos diversos setores do

agronegócio brasileiro está ocorrendo em um ritmo inferior ao da expansão da

produção. A situação é semelhante em outras regiões do mundo (GRIFFIN,

LOWENBERG-DEBOER, 2005).

A agricultura de precisão é um conjunto de técnicas, tecnologias e

componentes que possibilita a tomada de decisões corretas, nos lugares exatos, de

maneira mais eficiente (PIERCE, NOWAK, 1999) ajudado o desenvolvimento toda

cadeia do agronegócios (FERRAZ, 2010) conforme Pierpaolia et al, (2013), a

agricultura de precisão é um conceito de administração agrícola relativamente novo,

desenvolvido por volta de 1980, e que conforme Crookston (2006), ela pode ser

considerada uma das maiores revoluções na agricultura.

A agricultura de precisão nos permite a coleta de dados e informações, e no

processamento em tempo e espaço para gerar utilizações mais eficazes nas

lavouras, levando a uma melhor produção e qualidade ambiental (HARMON et al,

2005) segundo REGAGNIN et al., (2012), a implantação da agricultura de precisão

pode contribuir para a melhorias da produção e redução risco de contaminação

ambiental, já que as doses são corretas e previnem o excesso de nutrientes acima

do necessário para as plantas como por exemplo: nitrogênio, potássio, fósforo e que

estes sejam lixiviados ou levados para rios (RAMBO, et al., 2004; MIYAZAWA,

BARBOSA, 2011; ZOLIN et al., 2011; MEURER, 2012; KLEIN, AGNE, 2012;

BERAS, 2014; 2015; BIESDORF et al., 2016).

A mecanização das atividades agrícolas foi um dos fatores de suma

importância para um ganho na produção agrícola. Isso dado a substituição de

animais como tração e força humana pelas máquinas foram desenvolvidos novos

patamares para a agricultura da época (MAZOYER, ROUDART, 2010).

A primeira utilização de sensores vem da época de 1966. A empresa

americana Dickey-john desenvolveu pela primeira vez para a agricultura um conjunto

de sensores eletrônicos de monitoramento que lhes permitiram um melhor

desempenho no cultivo, foi inserido nas semeadoras a ar e plantadeiras mecânicas,

esses sensores monitorava o número e espaçamento de sementes que eram

plantadas (REID, 2011) com o auxílio deste sensores foi notado que foi possível

economizar 54,5 litros de sementes e elevar a produtividade da colheita em 1,05 m

por Ha, foi demonstrado por Thomas Coke (VIAN, JUNIOR, 2010).

11

Por meados da década de 90 sensores parecidos foram aprimorados para a

colheita e também para o mapeamento de rendimento, usando isso para a medição

da qualidade da colheita e da produtividade (CONSTABLE; SOMERVILLE,2003).

Nos anos 80 se deu o início de estudo dos microcomputadores e softwares, o

que gerou muitos avanços. Porém, nesta época foi registrado uma queda de

maquinas agrícolas, devido a elevada inflação e a baixa disponibilidade de crédito,

que foi um agravante para uma melhor implantação e desenvolvimento (FERO,

2014) a partir da década de 1990, com o desenvolvimento de novas tecnologias

como o GPS (Sistema de Posicionamento Global) teve um grande avanço

principalmente na agricultura de precisão.

O monitoramento da frota de maquinários agrícolas tem se tornado cada vez

mais importante no desenvolvimento, planejamento e controle das operações no

setor agrícola, por ela estar inteiramente relacionado com a capacidade de combinar

terra, trabalho e investimento para um retorno com lucros satisfatórios

(SCHLOSSER, 2013).

Fazer o levantamento da capacidade de trabalho e eficiência de campo, para

fins de se economizar o emprego das máquinas, implementos e ferramentas na

execução dos trabalhos (VIEIRA, BRIZOLLA, 2009) com isto podemos determinar o

comportamento dos maquinários em operação, visando assim de forma rigorosa

obter detalhes como consumo de combustível, velocidade e largura de trabalho. O

que nos irá permitir alcançar os objetivos acima citados, são utilização de redes de

sensores, conectados a um sistema de receptação de dados possibilitando medir

todos os parâmetros. Esses dados que forem coletados remotamente precisam ser

transmitidos para uma central de armazenamento para que assim possibilite seu

monitoramento e controle. A telemetria nada mais que é que a transferências e

utilização de dados coletados de uma ou mais máquinas remotamente, permitindo

uma conexão instantânea, por via de rede de computadores fixa ou sem fio

(wireless) (BONDE, 2009).

Nas redes sem fio, os espaços abertos servem como um canal de

transmissão de dados para o envio destas informações, isso se dá pelo meio de

radiofrequência ou por telefonia móvel. A telefonia móvel que também pode ser

chamada de GSM (global system for mobile communications) estabelece uma

infraestrutura para oferecer serviços de transmissão de dados com maior ou menor

taxa de transmissão desses dados nos mais remotos lugares, por isso a

12

necessidade de utilizar operadoras de celulares que mantém essa conexão o tempo

todo (CARAM,2008) o protocolo general packet radio servisse (GPRS) é uma

tecnologia de dados disponível em redes GSM, pois tem uma taxa de transmissão

de dados é de 26 a 40 Kbits/s. A maior parte de território agrícola, no brasil, se

mantém com GSM/ GPRS (DARUMA, 2010).

Como objetivo do presente estudo foi realizado o levantamento da frota de

máquinas agrícolas do Brasil com potencial para uso de telemetria e a estimativa da

produção e venda anual de maquinário apto a receber sistemas telemétricos.

13

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1. Agricultura de Precisão (AP)

Já presente em vários setores agrícola brasileiro, a agricultura de precisão

(AP) vem se sobressaindo no cenário internacional e nacional por seu rápido

crescimento econômico, isso devido ao manejo localizado em áreas antes tratadas

de forma uniforme. A procura por uma forma de manejo com maior eficiência na

produção nacional acompanha uma tendência mundial de adotar novas tecnologias

para áreas específicas visando o aumento da produtividade, melhor distribuição de

produtos, economia e impactos ambientais (MCBRATNEY et al., 2005).

O que diferencia o gerenciamento convencional da AP é a interação de

tecnologias modernas na coleta, processamento e análises de múltiplas fontes de

dados em alta resolução espacial e temporal. Estas informações estão

condicionadas em soluções inovadoras de processos agrícolas, gestão de

informação e indicadores de produção para o suporte de decisões de manejo mais

eficiente em cada área. Em uma combinação sistêmica e multidisciplinar, AP

engloba tecnologias avançadas e aplicadas aos conceitos agronômicos e processos

de gerenciamento já estabelecidos (LUCHIARI et al., 2000). O processo de

agricultura de precisão pode ser definido em quatros etapas: 1) monitoramento

intensivo; 2) geração e integração de mapas; 3) sistematização agronômica; 4)

aplicação adequada de insumos em locais, momentos e quantidades necessárias - o

entrosamento destas etapas nos fornece os cálculos de índices de produção que

orientam quanto ao tipo de manejo adequado (DE OLIVEIRA, 2009).

Meio a esta grande variedade de tecnologias e serviços que estão no

mercado da agricultura de precisão, podemos considerar que o processo de adoção

dessas tecnologias envolve identificar ferramentas e ajustes a cada tipo de

produção. Não havendo assim um padrão nem protocolos universais para

validações agronômicas. Pois o objetivo principal para a adoção da agricultura de

precisão é justamente facilitar a capacidade de compreender e entender as causas

das variabilidades, assim podendo avaliar potencialidades do manejo de cada área

específica. A escolha das ferramentas tecnológicas é uma escala gradual e

customizada, que busca em médio prazo aprimorar o manejo da variabilidade da

lavoura com uma precisão agronômica melhor (BERNARD et al., 2014).

14

Ainda não existe uma definição exata sobre a disseminação da AP no brasil.

Tem se observado que o entendimento tem sido de forma distinta, com grande parte

entendendo a agricultura de precisão como sendo realizada por sistemas

automatizados, complexos e de alto investimento. Enquanto a caracterização,

interpretação e gestão personalizadas das variações espaciais das lavouras não tem

sido priorizada como se deve (BERNADI et al., 2014).

O objetivo da AP é estudar as lavouras com suas variabilidades utilizando

técnicas e métodos que procuram obter ganhos econômicos com o menor impacto

ambiental. Nos dias atuais, o foco do brasil tem sido nas taxas variáveis de

fertilizantes e corretivos, porém não perdendo o foco na gestão (GREGO,

OLIVEIRA, VIEIRA, 2014).

AP é um conceito que vem sendo utilizado a dar resposta aos desafios que os

produtores brasileiros estão enfrentando, cada vez mais em uma economia

globalizada, ambiente de grande competição e o grande aumento da demanda de

alimentos, se torna de suma importância a implantação de processos mais

eficientes, com custeio financeiros e ambientais cada vez menores. Levando em

consideração também, que os mercados consumidores estão cada vez mais

exigentes em questão da rastreabilidade dos produtos, segurança alimentar,

sustentabilidade e energia renovável. É importante ressaltar que o Brasil tem

vantagens no que se trata de capacidade de responder a demanda, pois o brasil é

um país que possui imensos recursos naturais (JUNTOLLI, 2013).

Contudo a agricultura de precisão só consegue ser viável na prática com a

aplicação de tecnologias eletrônicas embarcadas nas máquinas agrícolas, como

tratores, plantadeira, colhedoras e implementos. Com o passar de tempo, essa

utilização em massa da tecnologia acabou se tornando um aglomerado de fios, telas

e dispositivos eletrônicos na cabine do trator, deixando as operações mais

complicadas e dificultando a difusão desses sistemas (INAMASU, 2013).

A falta de padronização entre os fabricantes e uma arquitetura convencional

da eletrônica ali instalada, onde cada dispositivo, sensor ou atuador, tem sua própria

interface com o operador e meio de comunicação, acabam se tornando fatores

determinantes do fenômeno das fiações (PEREIRA, 2008).

Observando este panorama nota-se que é preciso encontrar uma nova forma

de acomodar estes sistemas. Hoje vem sendo estudada uma tendência de utilizar

um arranjo que distribua em conjunto com uma estrutura inteligente. Esse

15

embasamento traz vantagens, como o aumento da confiabilidade, com a detecção e

correção automática de falhas, além, de auto calibração, processamento e controle

de distribuição (STRAUSS, 2011).

O protocolo de comunicação digital mais destacado para essa aplicação é o

CAN (Controller Area Network), que é implementado nos automóveis desde a

década de 80, quando passavam pelos mesmos problemas citados na área agrícola.

Além disso, o CAN se tornou uma opção lógica por atender aos requisitos de

robustez, exigidos pelo ambiente de aplicação, velocidade, compactação e

simplificação por ser um protocolo a dois fios e a sua rastreabilidade possuir

mecanismos de identificação unívocos dos dispositivos conectados. Como

evidências fortes dessa escolha, pode-se observar o surgimento de normas como, a

DIN 9684, a SAE J1939 e mais recentemente, com um apelo de padrão aberto

buscando aumentar a interoperabilidade dos sistemas, a ISO 11783, ainda segundo

Sousa (2002), mesmo o CAN já sendo utilizado por muitos fabricantes e se mostrar

uma tecnologia bastante promissora, existe uma necessidade de estudar as

topologias, as prioridades de cada sensor e atuador, além dos circuitos integrados e

controladores que mais se adaptem à aplicação em agricultura de precisão.

Segundo Molin (2013) o surgimento do sistema norte americano de

posicionamento global o GPS (Global position system) foi o que impulsionou a

incorporação na agricultura de precisão, pois a criação de mapas, conhecer a

geografia de cada talhão e a localização de cada máquina durantes as operações

são de grande importância para a atuação e gestão das lavouras.

Observa-se que desde o início da utilização foram impressos grandes

esforços para melhorar a precisão e localização e a confiabilidade desse sistema.

Um exemplo disso é a utilização de correção diferencial em tempo real por barras de

luz, que ajudam a avaliação agrícola e também outras técnicas que necessitavam de

receptores de GPS bem específicos, que por sua vez não eram compatíveis com os

controladores utilizados, pode-se assim concluir que os estudos na área de

navegação com estimativas de posição e orientação são de grande importância para

este setor, umas das formas estudadas é a fusão de receptores GPS com os sinais

de sensores inerciais de uma IMU (Inertial Measurement Unit) formando um sistema

inercial de auxílio à navegação, INS (Inertial Navegation System) (INOUE, 2012;

FARRELL, 2008).

16

2.1.1. Agricultura de precisão no Brasil

As primeiras adoções e pesquisa de agricultura de precisão (AP) no Brasil

vieram por volta de meados de 1990. Com o aumento de equipamentos com GPS

(Global Positioning System) e aos desenvolvimentos de vários equipamentos,

programas e dispositivos de computadores voltados ao processamento de dados

georreferênciados, e suas aplicações tem cada vez mais se tornado comuns. No

início de 2000, teve uma grande expectativa com a disponibilização de colhedoras

que vinham equipadas com o GPS e sensores de produtividade (monitores que

mostram a colheita) mas se notou uma retração na intenção dos produtores em

obter esse tipo de maquinas, isto pode ser atribuído a dificuldade e o não

conhecimento da utilização do monitor de colheita e processamento dos dados a

serem obtidos. Nos dias atuais o emprego do mapeamento de produtividade é ainda

novo nas principais regiões produtoras no pais, em vista que em outros países como

por exemplo Estados unidos e Argentina, em qual a venda desses equipamentos

com monitores se mostra muito mais expressiva (DE RESENDE, 2010).

Contudo, a AP no Brasil ainda está, de certa maneira, restrita a algumas

etapas de diagnósticos especializados e aplicações de taxas variáveis, sem

aferições posteriores das respostas da cultura e suas alterações. Vem se

observando um crescimento nos últimos anos na utilização de amostragem

georreferenciadas para mapeamento da fertilidade do solo e distribuição de

fertilizantes em taxas variáveis. Para esta finalidade surgiram inúmeras empresas

prestadoras desses serviços, principalmente em regiões que são propicias a

mecanização, exemplo o cerrado. Estima-se que existem por volta de 3 a 4 milhões

de ha de lavouras anuais de 1,5 milhões de ha de cana estejam sendo trabalhadas

com esse tipo de Agricultura de precisão no pais. Visto a esta situação, considera-se

que são pouco ainda os trabalhos de pesquisa em Agricultura de precisão no Brasil,

em especial aqueles trabalhos que visa uma longa duração (DE RESENDE, 2010).

Esta estagnação de produção científica está relacionada a insuficiência de

massa crítica sobre a Agricultura de precisão existentes nas faculdades,

universidades e instituições de pesquisas, o que deixa lento o desenvolvimento de

novas tecnologias nacionais, e também o processo de adaptação e validação de

tecnologias vindo de fora aos sistemas de produção daqui (DE RESENDE, 2010).

17

Claro, que já houve grandes avanços em se traduzir as informações

especializadas sobre as condições do solo para a tomada de decisões para o

manejo de sítio-específicos das produções. Em tese, ao se vincular espacialmente

as quantidades de insumos, o estado de fertilidade ou a capacidade produtiva de

diferentes áreas da mesma lavoura, irá se otimizar o potencial e rendimento físico-

químico e o retorno do capital investido nesta área. (MOLIN, 2013).

Em 2004 congresso brasileiro de agricultura de precisão (CONBAP), que

desde então vem sendo organizado bianualmente em alternância com o simpósio

internacional de agricultura de precisão (SIAP). Diversas instituições públicas e

privadas têm direcionado linhas de atuação para a pesquisa e o desenvolvimento da

agricultura de precisão. Exemplo duradouro de um esforço integrado em agricultura

de precisão é o projeto Aquarius, que, desde 2000, congrega a universidade federal

de Santa Maria (UFSM), cooperativas de produtores e empresas de máquinas e

fertilizantes na região de Não-Me-Toque (RS). Por sua vez a EMBRAPA considera o

tema estratégico e vem procurando aumentar uma rede de pesquisa interdisciplinar,

cujo o objetivo atual é estabelecer uma série de unidades pilotos de agricultura de

precisão em sistemas de culturas anuais e perenes de diferentes regiões do país,

promovendo a interação entre unidade da EMBRAPA, universidades, empresas de

máquinas e implementos, prestadoras de serviços, cooperativas agrícolas, técnicos

e produtores.

Desde a introdução da agricultura de precisão no brasil no final do dos anos

90 até os dias de hoje, a agricultura de precisão tem evoluído significativamente nas

diferentes etapas do processo de produção das lavouras e como uma ferramenta de

gerenciamento do setor agrícola (RUSSINI, CHERUBIN, BERAS, 2016). Pode-se

observar nos dias de hoje o grande número de propriedades rurais com potencial

como um setor de pesquisas em que dá para se coletar inúmeros dados em tempo

real, e analisa-los por algoritmos com o uso de inteligência artificial, que acarretará

nas recomendações personalizadas que promovem uma maior eficiência nos

resultados que causam um salto de 240 milhões de toneladas, 30% maior em

relação ai ano anterior (SAKATE, 2017).

18

2.2. Mecanização Agrícola e Tecnologia Embarcada.

A mecanização da agricultura é um dos fatores mais importantes para o

aumento da produção nas lavouras, isto foi devido a substituição da força animal e

força humana por máquinas, o que foi abrindo novas frentes com maior rendimento

operacional. Data-se de 1966 a primeira utilização de sensores, vindo da empresa

americana Dickey-john® que criou para a agricultura um conjunto de sensores

eletrônicos de monitoramento que permite o melhor rendimento e desenvolvimento

no cultivo das lavouras. Foram inseridos nas semeadoras a ar e plantadeiras

mecânicas, este monitorava alguns fatores como: número e espaçamento de

sementes (REID, 2011). Com o auxílio desde sensores foi possível notar uma

economia de 54.5 litros de sementes e aumentar a produtividade da colheita em

1,05 m³ x ha -1, isto foi demonstrado por Thomas Coke (VIAN; JUNIOR 2010).

O desenvolvimento de redes sem fio e da eletrônica, mostram uma visão de

Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) a uma realidade na qual tem-se falado cada

vez mais devido a seu baixo preço e baixo consumo de energia. Os fenômenos

como, temperatura, luz, som e pressão são capturados e convertidos em sinais por

dispositivos chamados de sensores e, logo após, são transmitidos para serem

mensurados e analisados. Entretanto, uma RSSF é formada por um número de nós,

sendo, cada um desses nós, que são basicamente um microcontrolador, possui uma

fonte de alimentação, transceptor e um dispositivo sensor (REID, 2011).

Os microcontroladores são usados para executar as tarefas de

processamento de dados e ajudar na função dos outros componentes que formam

no sensor. Já que necessita de uma fonte de alimentação e essa fonte é

responsável pelo fornecimento de energia necessária ao funcionamento dos

diversos sensores do nó, enquanto o transceptor atua para combinar, transmitir e

receber informações, o dispositivo sensor também é responsável por capturar o

fenômeno ou evento desejado. Essas RSSF também são usadas em

monitoramentos médico, ambiental, militar e industriais.

A AP é composta por sistemas de informações (SI) e tecnologias que unidas

visam aumentar a produtividade e diminuir os custos a partir da variabilidade de

espaço e tempo, não apenas se limitando a algumas culturas ou regiões, a AP tem

sua visão de gerenciamento de todos os processos envolvidos na produção,

podendo também fazer o uso de sistemas de GNSS (Global Navigation Satellite

19

System) ou SIG (Sistemas de Informações Geográficas) que são instrumentos a

base de sensores para detecção ou medição de parâmetros de interesse. Este tema

já está amplamente conhecido pelos produtores, porém a adoção ainda se dá de

forma lenta de acordo com o próprio comitê brasileiro de agricultura de precisão,

ressaltando que embora a agricultura familiar responda por 25% da área total

produtiva, é responsável por 74% do total de ocupação territorial agrícola e

correspondendo por cerca de 70% dos alimentos que chega à mesa da população,

estes possuem pouco recurso tecnológico disponíveis. (MARINHO, BARBOSA,

SILVA, MENEZES, 2017).

Existem vários sensores e cada com uma função para seu melhor

desempenho podem ser: sensores para estação de monitoramento de microclima

local, sensores de solo, baseando-se em tipos diferentes de solos, sensores de

veículos e implementos, sensores para a agricultura de precisão e uma análise

sobre o futuro dos sensores com a fusão de sensores (ADAMCHUCK et al., 2011).

Na AP utiliza-se sistemas de sensores para a gestão do local de produção o

que por sua vez proporciona um controle melhor de cobertura do terreno por seu

maquinário, com o uso desses sensores, sistemas analíticos de dados por GPS, o

produtor pode ter uma melhor noção de sua área, coletando dados e os analisando

para saber se precisa de aditivos ou fertilizantes entre outros em dosagens corretas.

Os maiores fabricantes já dispõe desta tecnologia que possibilita introduzir em sua

fabricação o suporte necessário para a agricultura de precisão em seus produtos. Os

principais itens para esses modelos são: sensores de umidade, quantidades de

grãos, qualidade de solo entre outros. Essas informações são analisadas e

mapeadas através de informações obtidas por GPS, este procedimento

normalmente é feito em toda sua área de produção e as informações que foram

coletadas podem sem enviadas remotamente para a fazenda (MARINHO,

BARBOSA, SILVA, MENEZES, 2017).

Estas informações são geradas e processadas em sistemas de

geoprocessamento, que nos dá um mapa de toda a área e nos mostra os atributos

de cada área. Com isto pode- se verificar os locais com melhor produtividade e

menores também, assim mostrando quais área necessitam de maiores cuidados

(SANTOS, 2007).

20

2.2.1 Piloto automático

O sistema de posicionamento por satélite, como o sistema de guia e piloto

automático, vem cada vez mais se destacando e tomando espaço na AP, é uma

ferramenta que auxilia e que permite o avanço de maquinas agrícolas com precisão

no campo. Esse tipo de sistema visa a otimização das frotas agrícolas, diminuindo

os desperdícios de insumos agrícolas, assim, economizando combustível e tempo

de operação, dando maior rendimento operacional, além, de diminuir o trânsito de

maquinas também diminui a compactação das áreas cultivadas (SILVA et al., 2010).

Oliveira e Molin (2011) dizem que a adoção de piloto automático está

relacionada a diminuição do estresse do operador, assim, possibilitando o aumento

de sua jornada de trabalho, aumentando sua capacidade de campo, devido a

facilidade no manuseio e a disponibilidade do operador em conseguir dar uma maior

atenção a outras nuances da operação.

Segundo Baio et al. (2011) a substituição de operador por um sistema de

piloto automático no direcionamento durante as operações realizadas, diminui

consideravelmente o erro entre as passadas. Entretanto é de grande importância

que os sistemas de direcionamento consiga ter uma boa precisão, assim

possibilitando e garantindo qualidade nas operações efetuadas e retorno econômico

do capital investido em maquinas e equipamentos.

2.2.2 Monitor de plantio

O monitor de plantio é indicado para quem procura por dados precisos do

plantio, pois evitas falhas de sementes e adubação, tem um controle de linhas,

semente a semente, monitora a velocidade da plantadeira e, também, dados com

maior agilidade na transferência de informações significa maior produtividade

(MARINHO, BARBOSA, SILVA, MENEZES, 2017).

2.2.3 Monitores de colheita

A indústria e a pesquisa têm se dedicado, buscando o desenvolvimento de

sensores de fluxo de grãos para monitores de colheita. Esse argumento é

21

completamente compreensível o fato de ter um amento no desenvolvimento destes

equipamentos, por haver uma extensa área de grãos e sua importância econômica.

Anteriormente a elaboração de mapas de colheitas propriamente dito, é importante

ressaltar que existe outras formas menos sofisticadas de se monitorar a

produtividade. Uma simples pesagem e totalização da produção por área é útil para

quem deseja o gerenciamento por área, porém, não é uma pratica muito usada.

Umas das formas mais sofisticadas é a pesagem de cada tanque graneleiro da

colhedora, com alguma forma de acompanhamento e com a estimativa de área

colhida é possível se ter uma noção da viabilidade da produção. O método que nos

auxilia na geração de mapas mais detalhados exige uma sofisticação para obtenção

de dados essências, no início assume- se que o mapa de produtividade de uma área

é um conjunto de vários pontos. Então, define-se que os dados em questão são

necessários para um dado ponto. E o dado mais importante é a quantidade de grãos

daquele ponto, se faz necessário o conhecimento daquela área e o ponto que

representa sua posição. Por último, porém, não menos importante necessita-se se

conhecer a umidade com que os grãos estão sendo colhido. Para se ter a noção da

quantidade dos grãos que estão sendo colhidos é necessário um sensor que meça,

e um bom local para se obter estar informação e no elevador de grãos medindo a

fluxo de grãos. (MOLIN, 2000).

Esse conjunto de operações, é feito por sensores instalados em pontos

estratégicos na colhedora. Os dados são coletados com algum intervalo de tempo

definido pelo operador, o que acarretará em uma quantidade de pontos bastante

grande por cada área. Os equipamentos de hoje disponível no mercado com a

configurações usuais, pode se obter de 500 a 1300 pontos por 1,05 m³ x ha -1. O que

quer dizer que cada ponto irá representar a produção por ares que pode ter uma

variação de 8 a 25 m². Esta definição se dá instantes antes de se iniciar a colheita,

estas informações são armazenadas instantaneamente nos dispositivos e memória.

Que também se faz necessário um sistema de coleta de dados e armazenamento.

Tem no mercado outro dispositivo bastante simples é o interruptor de plataforma.

Este equipamento é ligado e assim permanece ao longo do dia. Entretanto ele não

pode colher os dados quando a máquina não estiver colhendo. Por isso o interruptor

de plataforma é ligado quando a plataforma for abaixada e é desativada quando se

levanta por ex: em caso de manobras, deslocamento sem corte entre outros.

(MOLIN, 2000).

22

2.2.4Taxa variável

Ser eficaz na aplicação dos recursos disponíveis é de grande importância

para o agricultor moderno como forma de garantir o sucesso em sua atividade.

Assim, a agricultura de precisão surgiu como um sistema de gerenciamento de

informações e se desenvolveu com os avanços da tecnologia de

georreferenciamento e posicionamento, como o GPS (Global Positioning System) e

de tecnologias de sensoriamento remoto. A aplicação de insumos em taxas variáveis

advém desses conceitos, por exemplo (ADAMCHUCK et al, 2011).

A aplicação de insumos em taxa variável na agricultura de precisão considera

a variabilidade espacial de fatores como: teor de nutrientes no solo, infestação de

plantas daninhas, população de plantas, entre outros. Esse tipo de aplicação busca

fornecer os insumos de acordo com a necessidade específica de cada subárea, não

trabalhando com médias, como na agricultura convencional (MARINHO, BARBOSA,

SILVA, MENEZES, 2017).

A realização da amostragem georreferenciada do solo, correção e adubação

em taxa variável vem aumentando nas últimas safras no Brasil. O avanço

tecnológico associado ao alto conhecimento sobre manejo da fertilidade dos solos

são provavelmente os motivos por esse aumento. O georreferenciamento na

amostragem visa gerar mapas, indicando a variabilidade de cada área, servindo

assim como orientação para aplicação correta dos corretivos e fertilizantes

(ADAMCHUCK et al, 2011).

A amostragem de solo em grade por ponto é o método mais utilizado no

Brasil. Nesse método, através de um sistema de informação geográfica (SIG), uma

grade virtual é gerada sobre a área (talhão), dividindo o campo em polígonos

(quadrados ou hexágonos, por exemplo). Em cada polígono é criado um ponto

amostral, que pode estar posicionado no centro ou aleatoriamente no seu interior. As

coordenadas dos pontos são transferidas para um GPS que orientará a equipe de

coleta até cada local de amostragem. No entorno de cada ponto georreferenciado

são coletadas sub-amostras que variam em quantidade dependendo do fator

amostrado (solo, plantas daninhas, pragas, etc.). Quanto maior o número de sub-

amostras menor será o erro amostral, entretanto o tempo demandado para trabalho

23

será maior e consequentemente, maior o custo. Para amostragem de solo tem sido

comum a coleta de 8 a 12 sub-amostras por ponto. Essas por sua vez são

homogeneizadas e agrupadas gerando uma amostra composta, que será enviada ao

laboratório (MARINHO, BARBOSA, SILVA, MENEZES, 2017).

2.3. Telemetria Agrícola

Pela origem do termo, telemetria significa medição à distância, ou seja, é uma

técnica de obtenção e transmissão de dados à distância. É a transferência e

utilização de dados provindos de múltiplas máquinas remotas, distribuídas em uma

área geográfica de forma pré-determinada, para o seu monitoramento, medição e

controle (PAULA, 2009).

A necessidade crescente de dados paralelos ao desenvolvimento de recursos

complexos de softwares para o processo de análises de informações, tem

aumentado interesse pela medição, aquisição de dados e instrumentação agrícola

modernas, de modo geral, esses softwares põem se classificados em funções de

controle básico, interface homem-máquina, funções automáticas, gerenciamento de

informações e serviço de apoio e suporte (SICHONANY, 2011).

A intercomunicação de áreas de difícil acesso com uma central de captação

de dados é o princípio básico de funcionamento da transmissão via telemetria.

Podemos afirmar que a telemetria é a transferência e utilização de dados vindo de

uma ou mais máquinas remotas, para que possa haver seu monitoramento, aferição

e controle, que possibilita uma comunicação instantânea, proveniente de uma rede

de computadores fixo ou sem fio (WIRELESS). A telemetria tem alguns elementos

que compõem o sistema que são: os sensores que monitoram, controlam e medem

a atividade localmente (SICHONANY, 2011).

Com a economia em forte avanço e com a aumento de tecnologias, tem

aumentado a necessidade de uma comunicação imediata com intuído de cada vez

mais melhorar as estratégias no campo, para que o produtor consiga uma

sobrevivência em um mercado cada vez mais competitivo. Essa transmissão de

dados feito remotamente, hoje se torna, fundamental para todos setores do

agronegócio. A tempos atrás era limitado a quantidade de pessoas que podiam ter

acessos a estes recursos, por terem um alto valor e suas tecnologias não serem

capazes de interligar as regiões mais remotas. Com a redução deste custo e a

24

melhoria na qualidade dos equipamentos, os produtores rurais têm utilizando desta

tecnologia para obter informações e comunicações instantâneas da qual o

desenvolvimento e o nível de desenvolvimento das lavouras e também informações

sobre dados ambientais, entre outros (ADAMCHUCK et al, 2011).

Os aparelhos móveis têm se tornado cada vez mais interessante à medida

que cada vez mais os produtores têm acesso a telefones celulares e smartphones,

isso se dá através do aumento da área de cobertura da telefonia móvel, o que

possibilita em qualquer lugar e a qualquer hora os produtores obter esses dados. Em

cultura informatizada, em que os aspectos de integração são mais importantes, o

computador portátil e o telefone celulares são capazes de se fundir em um mundo

de novos dispositivos cada vez menos caros e mais compactos e com capacidade

aumentada de processamento e armazenamento (SICHONANY, 2011).

Alguns especialistas relacionado a mecanização agrícola, por meio de visitas,

dias de campos e outros eventos, tem se notado que maquinário agrícola tem a sua

utilização comprometida em função do uso não adequado às condições de

trabalhos. Para que as máquinas sejam utilizadas de forma correta é necessário

conhecer suas características como o consumo de energia e a capacidade efetiva

de trabalho, precisam ser conhecidas, porém existem, poucos dados para utilizá-las

como parâmetro de projeto de adaptação e adequação (SICHONANY, 2011).

A obtenção de dados é uns dos fatores principais enfrentados por

engenheiros e pesquisadores para a realização de teste agrícolas, por serem

máquinas de alta complexidade. Para estabelecer parâmetros no que diz respeito a

seu funcionamento, vários fatores precisam ser monitorados. O objetivo de um

sistema de captação de dados e fornecer e apresentar, aos operadores, valores

variáveis, ou parâmetros que estão sendo medidos (PAULA, 2009).

Para se garantir menores gastos com as operações, e uma maior eficiência e

maior vida útil do maquinário, se faz necessário observar de maneira mais rígida os

detalhes da operação. É interessante, também, observar o comportamento em

operações reais de trabalho e conhecer como se distribui e aproveita melhor a

potência do motor. Fazendo assim com que a transmissão de dados remotos para

uma central de armazenamento, possam cooperar com a eficiência operacional da

máquina (SICHONANY, 2011).

Na procura de soluções para estes contratempos estão sendo feitos estudos

em diversas instituições, como o NEMA (núcleo de ensaios de máquinas agrícolas),

25

da UFSM (Universidade de Santa Maria), que tem se dedicado a pesquisa em

monitoramento e aquisição de dados sobre máquinas agrícolas (SICHONANY,

2011).

A utilização de rede de sensores em máquinas agrícolas, conectados a um

sistema de tomada de informações, permite almejar os objetivos citados,

possibilitando medir uma série de parâmetros como: Consumo de combustíveis,

velocidade de deslocamento, a porcentagem de tempo parado ou não, devido ao

tempo de manobras; abastecimentos das máquinas; descarregamento de produtos;

lubrificação; e ajustes ou regulagens (SICHONANY, 2011).

O uso das máquinas reduziu de forma significativa a carga física em cima do

trabalhador, porém os operadores continuam expostos a cansaço físico e mental,

pois a operação de uma máquina exige o controle de várias funções ao mesmo

tempo e o esforço físico leva ao cansaço mental o que diminui a capacidade de

concentração do operadores, isso, pode afetar diretamente o seu desempenho,

entretanto o uso de GPS e sensores colocados em alguns pontos específicos da

máquina como : entrada de combustível, roda dianteira e traseira e celular de carga,

é possível monitorar a sua forma de operação, auxiliando e interferindo de forma

direta e imediata nas operações (SICHONANY, 2011).

Esta proposta está compreendida na hipótese que a telemetria associada a

um sistema de gerenciamento permite monitorar e avaliar o desempenho de uma

máquina agrícola no campo e alertar sobre erros que possam ser cometidos. O

operador utiliza aparelhos portáteis como celulares, smartphones e ou notebooks, e

poderá ter acesso a uma infraestrutura de serviços, mantendo ela durante o seu

deslocamento (SICHONANY, 2011).

A origem do termo, telemetria significa medição a distância, é uma técnica de

obter e transmitir dados a distância. É a transferência e utilização de informações

provenientes de múltiplas máquinas remotas, distribuídas em uma área geográfica

de forma já pré-estabelecida, para seu monitoramento, medição e controle (PAULA,

2009).

A telemetria permite coleta de informações, em tempo real, em locais

remotos, perigosos para os seres humanos ou fornecendo de forma rápida o

processo de coleta de dados. Ainda, permite a possibilidade de fornece

conectividade com outros tipos de subsistemas, não só buscando uma forma de

26

melhorar os serviços ao operador, mas também melhorar a maneira de fazer o

gerenciamento das informações com segurança (NETO, 2010).

Segundo NETO, 2010 a telemetria tem função de agrupar medidas como:

temperatura, luminosidade, velocidade e posição geográfica, em uma estrutura que

permite ser transmitida em um fluxo de dados. Esse fluxo de dados depois que

recebido, pode ser separado nos componentes medidos originalmente para que

possa ser analisados. E por se apresentarem como uma ferramenta que visa

melhoria a área de atuação não fica só na agricultura como também tem interesse

em esportes, transporte, militar, meteorológico entre outros.

Os sistemas de telemetria possuem os seguintes componentes: Máquinas

inteligentes e sensores: aparelhos que controlam, monitoram e medem alguma

atividade localmente. Podem existir vários sensores e um determinado local

(JUNIOR, 2009).

Interface da aplicação: interface entre os sensores e a rede de comunicação.

Base de comunicação (backbone): a comunicação pode ser feita por linhas

fixas (landline) ou rádio, e transmitir os dados dos sensores através da interface da

aplicação para um computador central de comando e um centro de controle. Centro

de controle e comando: este é o ponto central que recebe os dados transmitidos

pelos sensores (SICHONANY, 2011).

A telemetria é uma ferramenta útil para a redução dos custos e provém de

práticas ineficazes de monitoramento manual de máquinas ou para evitar de receitas

que pode ocorrer quando o equipamento está com mau funcionamento não

percebido. Essa tecnologia de informação pode ser parte integrante de uma solução

mais ampla que auxilia empresas a analisarem o mercado, a servirem seus clientes

e a oferecerem novos produtos e serviços (NETO, 2010).

Essa comunicação que a telemetria oferece pode ser utilizada entre si. Estas

tecnologias de comunicação incluem: micro-ondas, radio privado, celulares, telefonia

fixa, rede elétricas e satélites, cada rede dessas pode ser usada para diferentes

aplicações da telemetria, dependendo da demanda e da aplicação sobre a rede. As

demandas se dão em função da cobertura, tempo, e da resposta de transmissão,

preços dos serviços e dos equipamentos, capacidade de integração e a experiência

e envolvimento das operadoras de rede com as aplicações de telemetria

(SICHONANY, 2011).

27

2.3.1. Meios de transmissão dos dados

Consiste num meio de transmissão como sendo todo o suporte que transporta

as informações, desde a origem até o destino final e vice-versa. Essa transmissão

de dados pode ser feita de dois tipos, meio físico, que seria por cabos coaxial e fibra

óptica, e meios não físicos, que é o caso de comunicação por rádio ou por satélites

(sem fio). As redes sem fio são utilizadas como uma forma alternativa as redes com

fio, levando em conta a facilidade de instalação da infraestrutura, os altos custos

gerados pelos cabos e as áreas a serem cobertas nem sempre possibilitam a

presenças de cabos. E a rede sem fio permite que os operadores se locomovam

permanecendo conectados, o que difundiu os serviços de voz e dados

exemplificados pelas redes de celulares (MONSIGNORE, 2007).

As telecomunicações sem fio são possíveis pelos canais de comunicação,

que não é nada mais que faixa de frequências dentro do espectro de radioelétricos.

Sem esse espectro [gd1] não haveria a comunicação via rádio, entretanto se faz

base para o uso deste tipo de comunicação (SILVA, 2007).

A faixa de frequência pode se classificar em licenciadas e não licenciadas,

não licenciadas pode se usar sem o pagamento de tarifa, o oposto das frequências

licenciadas, como por exemplo as que são usadas pelos celulares, que necessitam

do pagamento de taxa de permissão e de uma licença de um órgão regulador dos

serviços de telecomunicações de cada país (NOGUEIRA, 2007). No brasil, segundo

a lei 9.472/1997, art.19, cabe a Anatel administrar o espectro de radiofrequências,

expedindo as normas.

O institute of eletrocal and eletronics engineers (IEEE) desenvolve padrões

destinados as redes sem fio no qual fazem parte do comitê de normas técnicas de

número 802. Quatro grupos podem ser exaltados dentro dos padrões do IEEE, os

estão relacionados a extensão de abrangência da cobertura a que se propõe

(MENON, 2006).

O primeiro grupo define as redes de áreas pessoal sem fio, WPAN (Wireless

Personal Area Networks), padrão 802.15 são usados em comunicações de curto e

médio alcance, 10 a 500 m, e não são dependentes de autenticação com um IP

(Internet Protocol) de uma rede, estas são as redes que compartilham com

dispositivos portáteis e de computação móveis como notebooks pessoais, PDAs

(Personal digital assistants), periféricos e eletrodomésticos (NOGUEIRA, 2007).

28

Umas das caraterísticas principais desta tecnologia é o sistema Bluetooth, padrão

IEEE 802.15.11, e, com o surgimento mais recente, o Zigbee, padrão 802.15.4.

O segundo grupo se refere a cobertura local, WLAM (Wireless Local Area

networks) conhecido também como WIFI (Wireless Fidedility, padrão 802.11. São

mais utilizados em ambientes fechados como: aeroportos, centro de convenções ou

hotéis entre outros, porém depende da autenticação com IP de uma rede, que irá

permitir o controle das sessões e a contabilidade do uso. Porém esta tecnologia

pode ser usada sem a autenticação, como por exemplo, uso de cabos que não tem

a intenção de contabilizar o transporte do tráfego a ser cobrado. Estas redes WLANs

oferecem um alcance de 30 a 500 metros com uma taxa de 54 Mbps (Mega bytes

por segundo), isso levando em consideração a extensão. Entretanto o bluetooth

como do wifi trabalham com taxas de frequências não licenciadas, que são

chamadas de ISM (Industrial, scienifc and medical) assim dando a ela um baixo

investimento inicial (SICHONANY, 2011).

O terceiro grupo é as redes de coberturas metropolitanas sem fio, WMAN

(wireless metoprolitan Area Networks), padrão 802.16, na qual utilizam as faixas

licenciadas entre 10 e 66 GHz. Conhecida essa norma técnica como Wimax ( Word

wide Interroperability for Microqavw Access), são utilizadas para atender ambientes

externos e depende da autenticação de um IP de uma rede. Essa rede tem

característica inicial de atender acesso à banda larga sem fio cobrindo grandes

áreas, estas redes são capazes de atender e comunicar dispositivos em diferentes

pontos de uma mesma cidade, por esta rede operar em frequências licenciadas, os

provedores de transporte necessitam contar com um investimento inicial de

aquisição da faixa de frequência (NETO, 2010).

O grupo quatro, WWAN (Wireless Wide Area networks), padrão 802.20,

chamado de MBWA (Mobile-fi ou Mobile Broadband Wireless Access). Esta rede

opera em banda licenciadas abaixo de 3,5 GHz. Porém, este grupo oferece um

suporte de interconexão com diferente cidade, conseguindo comunicação entre

dispositivos em todo o globo terrestre, por exemplo o telefonia de celulares

(ANDRIGHETTO, 2008)

2.3.2. Equipamentos para a transmissão dos dados

29

Para conseguir fazer a transmissão desses dados que são para um servidor

de banco de dados, usando tecnologia sem fio, é necessário rádios transmissores e

modens, indiferente do meio de transmissão escolhido. Comumente pode ser

empregado o uso de transmissores com protocolo GSM/GPRS e o Zigbee.

2.3.2.1. Transmissores GSM/GPSR.

O Modem GSM/GPRS da Urmet Daruma, é recomendado para a transmissão

de dados para uso em ambientes industriais entre outros. Esse sistema pode ser

conectados a controladores lógicos programáveis (CLPS), circuitos de controle

microprocessador, computadores, microcontroladores PIC e outros equipamentos,

por comunicação serial V24/RS232 (DARUMA, 2010).

A chamada SIM Technology Group Ltd uma empresa Australiana (SIMCON,

2010) que é especializada em circuitos digitais como a

GSM/GPRS/EDGE,WCDMA/HSPA e TD-SCDMA. No entanto a brasileira TATO

componentes eletrônicos (TATO, 2010), utiliza o módulo de comunicação SIM340 da

SIMCOM, para desenvolver o seu modem de conexão GSM, assim, disponibilizando

uma pilha TCP/IP interna e executa suas operações através de uma porta de

comunicação serial RS232, estas mesmas características podem ser encontradas

em outros modelos como o SAM 3G e o MTCMR-H, da TROPICAL (2010).

2.3.2.2 Transmissores Zigbee

Existem inúmeras empresas que fabricam rádios transmissores que usam o

padrão Zigbee, entre elas estão a Max Stream, Digi, Henry e a Silicon Laboratories,

porém, como o Zigbee segue um padrão mundial é normalizado pelo IEEE, este

dispositivo Zigbee de um fabricante para outro poderá se comunicar entre eles

(MESSIS,2010).

30

3. METODOLOGIA

Para o estudo da parcela de mercado de máquinas agrícolas com potencial

para uso de telemetria foi realizado o levantamento do parque de máquinas do Brasil

ao longo da história com base no Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano

de 2018, elaborado pela ASSOCIAÇÃO NACIONAL DOS FABRICANTES DE

VEÍCULOS AUTOMOTORES (ANFAVEA, 2018). Baseando-se no capitulo que

sobre Máquinas agrícolas e rodoviárias| Produção, vendas internas e exportação.

Foram excluídos do levantamento as categorias: Retroescavadeiras (Loaders &

backhoes) e tratores de esteiras (Crawler tractors), justamente por se tratar de um

seguimento majoritariamente empregado para o setor de construção civil no país.

Também foi excluído do levantamento os cultivadores motorizados (Tillers), por se

tratar de equipamentos de potencialidade de uso de telemetria nula, devido a

conformação estrutural e o emprego de uso. Restaram assim no levantamento as

categorias: tratores de rodas (Wheel tractors), colheitadeiras de grãos (Grain

combines) e colhedoras de cana-de-açúcar (Sugarcane combines). Os dados sobre

autopropelidos foram compilados de informações extraídas da tese de doutorado de

Casali (2015), pois no relatório da ANFAVEA tal categoria se encontra embutida

meio a classe de tratores de rodas.

Para a análise da potencialidade do uso de sistemas de telemetria foi levado

em conta a presença de sistema de Rede CAN nas máquinas, o que possibilita a

captação dos dados. Por falta de informações técnicas por parte dos fabricantes foi

considerado como ano divisor entre máquinas com ou sem a presença desse tipo de

rede eletrônica o ano de 2013, coincidentemente ano de início de fabricação de

colhedoras de cana-de-açúcar no país.

31

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram produzidas no Brasil desde 1960 até o ano de 2017 um total de

2.234.281 máquinas agrícolas distribuídas entre as categorias: tratores de rodas

(Wheel tractors), colheitadeiras de grãos (Grain combines), colhedoras de cana-de-

açúcar (Sugarcane combines) e autopropelidos. Inicialmente apenas com a

fabricação de tratores de rodas, posteriormente com colhedoras de grãos e mais

recentemente colhedoras de cana e autopropelidos. Passando por períodos de

maior e menor produção, tendo respectivamente os anos de 1960 e 2013 como

marcos históricos de menor e maior produção. Houve queda brusca na produção,

nos anos de 1983, 1991, 1992, 1996, 2006 e 2015 (gráfico 1).

Gráfico 1 – Histórico de produção de máquinas agrícolas no Brasil.

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Os estados do Rio Grande do Sul, Paraná, São Paulo, Minas e Goiás são

respectivamente os maiores produtores de máquinas agrícolas do país. O Rio

Grande do Sul tem papel fundamental nessa produção, sendo responsável por mais

de 43% da produção de máquinas e implementos agrícolas no Brasil (Figura 1).

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

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00

20

02

20

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20

06

20

08

20

10

20

12

20

14

20

16

Produção de máquinas agrícolas no Brasil

Tratores Colheitadeiras Colhedoras

32

Figura 1 – Estados produtores de máquinas agrícolas no Brasil.

Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Tabela 1 - Fabricação de máquinas agrícolas no Brasil.

Tratores Colheitadeiras Colhedoras Total

2013 77.597 10.106 1.460 89163

2014 64.793 7.623 1.025 73441

2015 44.349 3.889 676 48914

2016 43.442 4.889 870 49201

Total 230.181 26.507 4.031 260.719

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Segundo ANFAVEA, (2018), foram fabricados no Brasil entre os anos de 2013

e 2017 mais de 309 mil máquinas agrícolas divididas entre as categorias: tratores de

rodas (Wheel tractors), colheitadeiras de grãos (Grain combines) e colhedoras de

cana-de-açúcar (Sugarcane combines). Sendo possível observar forte declínio na

produção, muito possivelmente esse decréscimo pode ter sido impulsionando pelo

início da crise econômica que abateu o país, juntamente tom problemas climáticos

que comprometeram a produção no período (gráfico 2).

1,8% 1%

24,1% 29,8%

43,3%

33

Gráfico 2 – Produção de máquinas agrícolas no Brasil nos últimos 5 anos

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Do total de máquinas produzidas entre os anos de 2013 e 2017, mais de 85%

ficam para suprir a demanda do mercado interno, como pode ser observado na

tabela de vendas de máquinas agrícolas no país (Tabela 2).

Tabela 2 - Vendas de máquinas agrícolas no Brasil a partir de 2013.

Ano Tratores de

rodas

Colheitadeiras de

grãos

Colhedoras de

cana Total

2013 65.089 8.539 1.406 1.406

2014 55.612 6.448 982 982

2015 37.381 3.917 713 713

2016 35.956 4.498 910 910

2017 36.964 4.537 721 721

Total 231.002 27.939 4.732 263.673

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Já que o mercado interno absorve de maneira efetiva grande parte da

produção de máquinas agrícolas do país, o Brasil tem baixa participação em termos

mundiais quando se trata de exportação no setor (Tabela 3).

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

70.000

80.000

2013 2014 2015 2016 2017

Produção de máquinas agrícolas no Brasil

Tratores Colheitadeiras Colhedoras Total

34

Tabela 3 - Exportação de máquinas agrícolas no Brasil a partir de 2013.

Ano Tratores rodas

Colheitadeiras de grãos

Colhedoras de Cana

Total

2013 11.217 1.143 242 15.922

2014 9.428 1.026 207 13.958

2015 7.338 383 105 10.182

2016 6.277 431 98 9.598

2017 8.449 1.006 185 9.598

Total 42.709 3.989 837 59.258

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Entre os anos de 2013 e 2017 o Brasil exportou 47.535 máquinas agrícolas

(15% do volume fabricado no período), porém, da mesma forma que houve retração

no consumo interno, tal fator também ocorreu no mercado externo, o que refletiu em

quedas nas exportações nos últimos anos (Gráfico 4).

Gráfico 4 – Exportação de máquinas agrícolas entre os anos de 2013 e 2016.

Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

2013 2014 2015 2016

Exportações de máquinas agríicolas

Tratores Colheitadeira Colhedoras Total

35

Quanto as vendas no mercado Brasileiro, temos como maiores consumidores

de máquinas agrícolas ao longo dessa análise histórica, as regiões Sul e Sudeste.

Que somadas correspondem por mais de 70% das unidades comercializadas no

país (gráfico 3).

Gráfico 3 – Vendas de máquinas agrícolas por região do Brasil.

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Entrando no mérito da potencialidade da utilização de sistemas de telemetria

no Brasil, foram analisados apenas os dados representativos das vendas internas de

máquinas a partir do ano de 2013. Primeiramente por se tratar de máquinas que

passaram majoritariamente a ser fabricadas com mais tecnologia embarcada,

inclusive com a adoção do protocolo Rede CAN em alguns casos com uso de

padronização ISSO.

A partir de 2013 foram comercializados mais de 231.000 tratores de rodas no

BR; segundo a ANFAVEA cerca de 40% desses tratores (92.400) são de porte

grande. Portanto possuem mais tecnologia embarcada, contam com Rede CAN e

padronização ISSO, sendo então exemplares com potencial para uso de telemetria.

Levando em consideração a média de vendas dos últimos 5 anos, são

comercializadas por ano cerca de 46.000 máquinas desse tipo. Utilizando o mesmo

percentual supracitado para classificar os tratores de rodas com potencial de sair de

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

20,00%

25,00%

30,00%

35,00%

40,00%

%

Vendas de máquinas agrícolas por região

Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-oste

36

fábrica com tecnologia suficiente pra telemetria, pode-se estimar que são 18.480

novas máquinas por ano com potencialidade para uso de tal tecnologia (Tabela 4).

Tabela 4 - Máquinas agrícolas no Brasil com potencialidade para telemetria.

Autopropelidos Total vendas (2013-2017)

Dotados CAN

Venda média anual

Venda média anual (CAN)

Autopropelidos 20.000 6.000 2.500 750

Colheitadeiras 27.000 27.000 5.500 3.850

Colhedoras 4.732 4.732 950 950

Tratores 231.000 92.400 46.000 18.400

Total 282.732 130.132 54.950 23.950

Fonte: Anuário da Indústria automotiva brasileira do ano de 2018 (ANFAVEA, 2018).

Quanto a Colheitadeiras de grãos, desde 2013 foram vendidas mais de 27.000

unidades no Brasil, acredita-se que a partir desse ano todas as colheitadeiras com

sistema axial são dotadas de Rede CAN, se for considerado que 70% das máquinas

comercializadas são do tipo axial, dotadas de tal sistema de eletrônica, atualmente

existe no Brasil cerca de10.800 máquinas aptas a receber telemetria. Baseado na

média dos últimos cinco anos, são comercializadas cerca de 5500 máquinas por

ano, o que gera um parque em potencial de mais de 3850 novas máquinas que

podem operar com telemetria (Tabela 4).

As colhedoras de cana-de-açúcar passaram a ser produzidas e comercializadas

no ano de 2013, desde então foram introduzidas no mercado 4.732 máquinas desse

tipo, por se tratar de projetos novos, todas já saíram desde sua versão inicial

dotadas de rede CAN, e, portanto, com potencial para uso de ferramentas

telemétricas. De acordo com a média, por ano são produzidas e comercializadas

950 novas máquinas desse segmento, todas potencialmente usuárias de telemetria

(Tabela 4).

Por fim o segmento que vem tendo crescimento exponencial de vendas, os

autopropelidos. Segundo Lobo Junior (2016), existem no país cerca de 20 mil

pulverizadores do tipo autopropel.idos. Sendo que destes, cerca de 30% são de

porte grande, contanto com reservatórios maiores que 3000 litros e barras maiores

que 30 metros, portanto são 6000 máquinas desse segmento com potencial para

37

uso de telemetria. Atualmente são comercializados por ano no Brasil cerca de 2.500

pulverizadores autopropelidos. Segundo avaliações técnicas, via de regra esses

autopropelidos de classe maior são equipados com rede CAN, portanto cerca de

750/ano compatíveis com telemetria

38

5. Considerações Finais

O Brasil é um grande fabricante e consumidor de máquinas agrícolas e

implementos, inclusive também exporta tais produtos para outros países. Por meio

da pesquisa realizada nota-se que o Brasil acompanha a evolução tecnológica em

termos de máquinas agrícolas que ocorre em outros países economicamente

maiores. Segue a tendência de se modernizar e adota novas tecnologias, nesse

mesmo ritmo, em breve o país irá entrar de forma mais efetiva no uso da telemetria.

Foi possível constatar por meio do presente estudo que o Brasil possui uma frota

com mais de 130.000 maquinas com potencial de utilizar a telemetria, e produz

anualmente 23.950 novas maquinas utilizando esta tecnologia. A região sul tem

importante papel em termos de produção de máquinas agrícolas, e, portanto, deve

seguir a mesma tendência em termos de produção e desenvolvimento de soluções

para transmissão de dados. Verificou que a região Sul e Sudeste do pais são os

maiores consumidores desta maquinas, porém, com a ampliação da intensificação

da agricultura na região centro oeste e Norte do pais este cenário pode mudar nos

próximos anos.

39

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