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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
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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.
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
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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.
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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).
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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
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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).
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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).
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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).
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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
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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).
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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
19
60
19
62
19
64
19
66
19
68
19
70
19
72
19
74
19
76
19
78
19
80
19
82
19
84
19
86
19
88
19
90
19
92
19
94
19
96
19
98
20
00
20
02
20
04
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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