Integração de dispositivos de medição e de comunicação para o monitoramento da umidade do solo e automação da irrigação

Abstract

A técnica da irrigação é uma das principais alternativas para o aumento da produtividade das culturas agrícolas. Seu uso sem um manejo adequado pode degradar os recursos naturais, aumentar os custos de produção e não extrair o máximo potencial produtivo das culturas. Uma alternativa para realizar um manejo da irrigação adequado é monitorar a umidade do solo por meio de recursos tecnológicos. Entretanto, grande parte dos equipamentos disponíveis no mercado apresenta alto custo de aquisição, o que dificulta a adoção em larga escala, tanto para pesquisa quanto para os produtores. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo elaborar um conjunto soluções tecnológicas para a tensiometria e que sejam viáveis, técnica e economicamente, abrangendo desde o sensor até o sistema de telemetria e aquisição de dados, constituindo um sistema eletrônico inteligente de baixo investimento baseado na internet das coisas, visando um manejo da irrigação de qualidade, mais eficiente e sustentável. O sistema de telemetria foi capaz de enviar informações a uma distância de 5km, limite máximo da área de teste. O sensor desenvolvido pode ser produzido a nível comercial e está pronto para uso no campo, com todo trabalho de engenharia já finalizado. O tensímetro e o sensor de pressão negativa (SPN) foram capazes de realizar a leitura da tensão de água, com a frequência desejada. Os dados coletados pelo SPN são enviados via rádio para uma central de controle, responsável pelo tratamento das informações, disponibilizadas em um banco de dados online, permitindo ao irrigante o monitoramento em tempo real das informações de umidade do solo. Destaca-se o baixo investimento para produção dos sensores propostos, o que viabiliza a implantação de uma rede integrada, tanto para pesquisa quanto para produtores.

The irrigation technique is one of the main alternatives for increasing productivity of agricultural crops. Its use without proper management can degrade natural resources, increase production costs and not maximum productive potential from crops. An alternative to perform proper irrigation management is to monitor soil moisture through technological resources. However, most of the equipment available in the market has a high acquisition cost, which makes it difficult to large-scale adoption both for research and producers. Thus, the present work aimed to develop a set of technological solutions for tensiometry that are viable, technically and economically, covering from the sensor to the telemetry and data acquisition system, constituting an intelligent electronic system of low investment based on the Internet of Things, aiming at a quality irrigation management, more efficient and sustainable. The telemetry system was able to send information at a distance of 5km, maximum limit of the test area. The sensor can be produced commercially and is ready for use in the field, with all engineering work already completed. The tensimeter and sensor (SPN) were able to perform the reading of the water voltage at the desired frequency. The data collected by the spn are sent by radio to a control center, responsible for the processing of information, made available in an online database, allowing the irrigator to monitor real-time information from soil moisture. Noteworthy is the low investment for sensor production proposed, which enables the implementation of an integrated network, both for research as well as for producers.