Suporte ao manejo de irrigação com base na detecção da frente de umedecimento - Prado, Artur Bonini do [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A agricultura irrigada é uma atividade que faz uso intensivo de recursos hídricos, sendo necessário o desenvolvimento contínuo de tecnologias que possibilitem o uso mais eficiente da água. Para melhorar o desempenho de irrigação, é fundamental desenvolver estratégias de manejo que possam reduzir o uso de recursos hídricos sem comprometer a produção agrícola. Existem diversos métodos e instrumentos que podem ser utilizados para manejar um sistema de irrigação. Grande parte da tecnologia existente para manejar a irrigação, entretanto, não é de fácil acesso para a pequena agricultura. Além disso, os instrumentos existentes para manejar a irrigação, na sua maioria, são pouco duráveis, apresentam custos elevados e são de difícil manutenção e reposição. O objetivo geral desta tese foi desenvolver e avaliar um sistema para manejo de irrigação (SAAPD), com base na detecção da frente de umedecimento de água no solo. O SAAPD foi desenvolvido em arquitetura modular, o que possibilita a integração de novos sensores, como, por exemplo, sensores de clima e novas funcionalidades, como, por exemplo, diferentes formas de comunicação com o irrigante, novas estratégias de manejo da irrigação e alternativas de interligação com sensores de campo. O SAAPD foi instalado no campo por um período de dois anos (2024 e 2025). Durante esse período, o SAAPD esteve exposto às condições extremas do tempo, sem apresentar nenhuma anormalidade ou defeito em seus componentes de controle, de comunicação ou de transformação de energia. Para detecção da frente e umedecimento, foram avaliados três sensores de solo, um capacitivo e outros dois resistivos. O sensor resistivo HL-69 foi escolhido por apresentar respostas mais rápidas à detecção da chegada da frente de umedecimento. Foram testadas duas estratégias para reduzir as perdas por percolação profunda. A melhor estratégia para a detecção da chegada da frente de umedecimento, evitando a percolação profunda, consistiu em utilizar dois sensores, colocados em profundidades distintas, sendo um sensor de alerta e um sensor de controle.

Irrigated agriculture is an activity that makes intensive use of water resources, requiring the continuous development of technologies that enable more efficient water use. To improve irrigation performance, it is essential to develop management strategies that can reduce the use of water resources without compromising agricultural production. Several methods and instruments can be used to manage an irrigation system. Much of the existing technology for managing irrigation, however, is not easily accessible to small-scale farmers. In addition, the existing instruments for managing irrigation are mostly short-lived, expensive, and difficult to maintain and replace. The general objective of this thesis was to develop and evaluate an irrigation management system (SAAPD) based on the detection of the wetting front in the soil. SAAPD was designed using modular architecture, which allows the integration of new sensors, such as climate sensors, and new functionalities, such as different forms of communication with the irrigator, new irrigation management strategies, and alternatives for interconnection with field sensors. The SAAPD was installed in the field for two years (2024 and 2025). During this period, the SAAPD was exposed to extreme weather conditions without presenting any abnormalities or defects in its control, communication, or energy transformation components. For wetting front detection, three soil sensors were evaluated, one capacitive and two resistive. The HL-69 resistive sensor was chosen because it presents faster responses in detecting the wetting front arrival. Two strategies were tested to reduce losses due to deep percolation. The best strategy for detecting the wetting front arrival time at a depth, avoiding deep percolation, consisted of using two sensors, placed at different depths, one alert sensor and one control sensor.
Support for irrigation management based on wetting front detection
Keywords: Irrigação agrícola; Agricultura familiar; Umidade do solo; Sensores