Robôs, drones e novos softwares automatizam a lavoura

Uma plataforma cor de laranja de dois metros de altura por três metros de comprimento sobre quatro rodas pode ser confundida com um trator convencional. No entanto, ela não tem motorista. 

Trata-se de um robô agrícola, ou Agribot, capaz de se deslocar sozinho por uma plantação inteira portando equipamentos sofisticados de diagnóstico de plantas e solos.

"Na agricultura, tarefas repetitivas executadas em grandes extensões podem ser muito onerosas," diz o pesquisador da Embrapa Ricardo Inamasu, responsável pelo desenvolvimento do Agribot. "Por isso, a utilização de robôs agrícolas será cada vez mais vantajosa economicamente", acredita.

O protótipo modular desenvolvido pela equipe é preparado para carregar equipamentos de detecção de doenças nas plantas, como sensores hiperexpectrais capazes de apontar anomalias nas plantas pela leitura de uma ampla faixa de luz. 

"A coloração das plantas é um indicador de sanidade e o hiperexpectrômetro consegue perceber faixas de luz invisíveis ao olho humano e detectar diferenças sutis de luz indicadoras de doenças", explica Inamasu. 

Além de patologias, o robô pode apontar o estágio de desenvolvimento das plantas, detectar estresse hídrico, encontrar pragas e fazer um mapa da situação de toda a lavoura, planta por planta. Um braço mecânico ainda pode ser acoplado ao robô para a retirada de amostras para análise como uma laranja, por exemplo, além de poder coletar amostras de solo para serem analisadas em tempo real.  

O projeto Agribot é realizado por meio de parceria entre Embrapa, Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP) e a empresa Máquinas Agrícolas Jacto S.A., e conta com financiamento da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). Esse e outros equipamentos foram apresentados no Simpósio Nacional de Inovação Agropecuária (Siagro) realizado de 18 a 20 de novembro na Embrapa Instrumentação, em São Carlos (SP).

Inspiração do espaço 
Bem menor que seu irmão Agribot, o Mirã (futuro na língua tupi) é um rover agrícola de pequeno porte inspirado no jipe explorador de marte, Curiosity, da agência espacial norte-americana, Nasa. A função do robô brasileiro é navegar pelas entrelinhas de uma plantação levantando dados sobre solos e plantas.

O protótipo apresentado no Siagro foi equipado com um instrumento similar ao que foi a bordo do robô Curiosity enviado a Marte, um sistema LIBS capaz de detectar os elementos químicos presentes no solo. A leitura é feita após um disparo de laser que transforma uma parte do solo em plasma o qual emite uma luz que é captada por um espectrômetro. 

"Quando excitado, cada elemento emite uma radiação num comprimento de onda específico, esses espectros são lidos pelo equipamento que desse modo identifica os elementos químicos presentes", explica o pós-doutorando Marcelo Campos, que participa do projeto.

As aplicações vão desde um mapeamento detalhado sobre a composição do solo em diferentes áreas de uma plantação até a detecção de contaminantes no solo. "Plantações não são uniformes, dentro de uma única lavoura pode haver áreas com excesso de um nutriente e outras com carência do mesmo elemento, por isso, ferramentas de agricultura de precisão, como o Mirã, ajudarão a economizar na aplicação de químicos promovendo economia e sustentabilidade ambiental", acredita a pesquisadora da Embrapa Débora Milori que coordena o trabalho.

O projeto prevê uma base para pouso de drone, pequeno quadricóptero, sobre o robô. O objetivo é que sejam feitas leituras aéreas e terrestres por um único sistema de equipamentos. 

A união dos veículos ainda ajudará num dos obstáculos para o avanço dos drones rurais, sua baixa autonomia. "A bateria de um drone dura entre 15 e 20 minutos e o acoplamento com o robô servirá também para recarregar a bateria do aeromodelo," conta a pesquisadora.

O rover Mirã é outro projeto desenvolvido em parceria entre Embrapa e EESC-USP e envolve 15 profissionais das duas instituições. A Embrapa desenvolve os sistemas embarcados de medição e navegação e a equipe da USP trabalha na robótica e mecânica do Mirã. 

O desafio atual dos pesquisadores da universidade é desenvolver uma suspensão 100% brasileira para equipar o robô. "Estudamos as suspensões usadas por veículos da Nasa e da Agência Espacial Europeia (ESA), e agora precisamos criar uma solução totalmente nacional ou teremos de pagar royalties para essas agências", conta Marcelo Becker, professor de Engenharia Mecânica da EESC-USP e corresponsável pelo projeto. 

"O desenvolvimento da suspensão tem de prever situações bem diferentes como lama, erosão, buracos, aclives que não são triviais para resolver," aponta Becker. 

O protótipo apresentado no evento é uma versão preliminar com rodas simples e uma plataforma de pouso para drone. Sua carroceria lateral é feita de uma tecnologia inovadora: placas de fibra de sisal e resina. "O material foi desenvolvido pela equipe do pesquisador José Manoel Marconcini, da Embrapa Instrumentação, e representa uma alternativa sustentável, uma vez que é feito de rejeitos de biomassa que podem ser muito úteis na composição de novos materiais", acredita a pesquisadora Débora Milori.

Força aérea agrícola 
A aviação agrícola também conta com pesquisa científica. Grandes áreas plantadas dependem de pulverização aérea feita por aviões convencionais. O método pode provocar perdas pelo desvio do produto aplicado, conhecido como deriva. Diversos fatores, como condições do tempo, tipos de produtos usados, trajeto do avião, entre outros, podem contribuir para que a aplicação não atinja seu alvo que são pragas, doenças ou plantas invasoras da lavoura.

Com essa preocupação, o pesquisador da Embrapa Paulo Cruvinel iniciou projeto para desenvolver tecnologias de pulverização aérea que reduzam ou eliminem a deriva. Seu trabalho conta com a parceria do Sindicato Nacional das Empresas de Aviação Agrícola (Sindag), empresas privadas e oito universidades brasileiras. O grupo de pesquisa utiliza conceitos da agricultura de precisão. 

De acordo com Cruvinel, o primeiro passo é saber se uma plantação está infestada, qual é a praga presente e quais áreas estão sendo afetadas. "A partir dessas informações, escolheremos um produto adequado ao combate daquela praga e aplicaremos especialmente nas áreas afetadas", explica.

O procedimento usual, no entanto, é aplicar produtos que muitas vezes não são os mais recomendados para a praga encontrada e fazer uma aplicação uniforme em toda a área plantada. Para tentar mudar essa realidade, Cruvinel desenvolve um sistema que se baseia num mapa detalhado da plantação e foca as aplicações nas áreas que precisam do produto, considerando a gestão do risco de infestação como elemento central para a atuação.

O projeto tem como principal objetivo avaliar e desenvolver metodologias, instrumentos e tecnologias para a aplicação aérea de agrotóxicos em culturas de arroz, cana-de-açúcar, laranja e soja. Boa parte do trabalho consiste em diagnosticar a eficiências das pulverizações e as derivas relacionadas.

Para as perdas por deriva, a equipe trabalha num sistema automatizado que calcula a direção do vento e recomenda rotas ao piloto a fim de que o produto não caia fora dos alvos. 

"A redução das perdas por deriva reduzirá problemas ambientais provocados pela contaminação de áreas próximas e ainda garantirá uma considerável economia para o produtor, que deixará de desperdiçar em suas aplicações," avalia o pesquisador.

Fonte: Fábio Reynol/Embrapa Instrumentação 
Foto: Fábio Reynol

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