Cientistas desenvolvem equipamento de precisão de baixo custo para medir as chuvas em plantações e otimizar produção
Item
Título para divulgação do texto
Cientistas desenvolvem equipamento de precisão de baixo custo para medir as chuvas em plantações e otimizar produção
Título original da pesquisa
Monitoramento e Modelagem da Persistência do Molhamento Foliar em um Cafezal da Região Serrana Fluminense
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Autores do texto original
Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
Foi criado neste estudo, o equipamento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma.
Tipo
Artigo de periódico
O que é a pesquisa?
Se o clima limita a aptidão agrícola de uma região; ao tempo meteorológico podem-se associar as variações da sua produção. A elaboração de sistemas de alerta fitossanitário (isto é, de saúde das plantas) requer o conhecimento dos fatores meteorológicos envolvidos, já que o aparecimento e desenvolvimento de uma enfermidade vegetal resultam da interação entre uma planta susceptível, um agente patogênico e fatores ambientais favoráveis.
A persistência de intervalos de umidade foliar é, por exemplo, conjuntamente com a temperatura, umidade relativa e a precipitação pluviométrica (chuvas), é o mais preponderante dado meteorológico na predisposição das plantas ao ataque de agentes patogênicos.
Por isso, é a partir de estudos detalhados do papel da água (tanto na fase líquida quanto gasosa), em termos da interceptação das precipitações e do balanço energético, que se podem obter elementos mínimos para prever as inter-relações dentro do sistema solo-planta-atmosfera com o fim de elaborar sistemas de alerta fitossanitário.
Sabe-se que o efeito agrometeorológico mais significativo da vegetação, no que diz respeito à precipitação pluviométrica, está relacionado com o processo de interceptação (isto é, o processo pelo qual as plantas interceptam e recolhem a água da chuva). Nesse processo o total precipitado é redistribuído pela vegetação. Uma parcela da chuva fica temporariamente retida sobre as partes aéreas da planta, sendo depois evaporada de volta para atmosfera.
A água livre, oriunda das diferentes formas de precipitação (chuvas e irrigação artificial), quando retida pelas partes aéreas de uma planta, tem papel relevante sobre os diferentes agentes infecciosos.
No caso das culturas anuais, a interceptação da chuva depende da espécie e do estágio de desenvolvimento em que esta se encontra, ou seja, da quantidade de vegetação que cobre o terreno. A chuva, ao interagir com a vegetação, é redistribuída em diferentes tipos de precipitação sob a copa.
No caso específico dos cafezais, existe a necessidade de se dispor, em estudos dessa natureza, de um número suficiente de pluviômetros (equipamentos que medem a quantidade de chuvas) alocados aleatoriamente sob as copas do cafeeiro com o intuito de se medir com precisão todas as possíveis variações ponto a ponto da precipitação.
Para isso, pesquisadores do Instituto de Geociências e do Instituto Politécnico da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ direcionaram suas pesquisas para o desenvolvimento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma.
A persistência de intervalos de umidade foliar é, por exemplo, conjuntamente com a temperatura, umidade relativa e a precipitação pluviométrica (chuvas), é o mais preponderante dado meteorológico na predisposição das plantas ao ataque de agentes patogênicos.
Por isso, é a partir de estudos detalhados do papel da água (tanto na fase líquida quanto gasosa), em termos da interceptação das precipitações e do balanço energético, que se podem obter elementos mínimos para prever as inter-relações dentro do sistema solo-planta-atmosfera com o fim de elaborar sistemas de alerta fitossanitário.
Sabe-se que o efeito agrometeorológico mais significativo da vegetação, no que diz respeito à precipitação pluviométrica, está relacionado com o processo de interceptação (isto é, o processo pelo qual as plantas interceptam e recolhem a água da chuva). Nesse processo o total precipitado é redistribuído pela vegetação. Uma parcela da chuva fica temporariamente retida sobre as partes aéreas da planta, sendo depois evaporada de volta para atmosfera.
A água livre, oriunda das diferentes formas de precipitação (chuvas e irrigação artificial), quando retida pelas partes aéreas de uma planta, tem papel relevante sobre os diferentes agentes infecciosos.
No caso das culturas anuais, a interceptação da chuva depende da espécie e do estágio de desenvolvimento em que esta se encontra, ou seja, da quantidade de vegetação que cobre o terreno. A chuva, ao interagir com a vegetação, é redistribuída em diferentes tipos de precipitação sob a copa.
No caso específico dos cafezais, existe a necessidade de se dispor, em estudos dessa natureza, de um número suficiente de pluviômetros (equipamentos que medem a quantidade de chuvas) alocados aleatoriamente sob as copas do cafeeiro com o intuito de se medir com precisão todas as possíveis variações ponto a ponto da precipitação.
Para isso, pesquisadores do Instituto de Geociências e do Instituto Politécnico da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ direcionaram suas pesquisas para o desenvolvimento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma.
Como é feita a pesquisa?
A pesquisa foi realizada em cafezais adensados (isto é, que abrigam aproximadamente 4.000 pés por hectare), com plantas do tipo cultivar Mundo Novo, cultivadas a pleno sol na Fazenda Haras Monte Café, localizada no município de Duas Barras (RJ).
A pesquisa é dirigida a estudos para melhoria da composição, forma e densidade do povoamento nestes plantios, visando minimizar riscos de pragas e/ou enfermidades.
Para tanto são utilizados 4 pluviômetros digitais, alocados em áreas em aberto circunvizinhas, para quantificar o total precipitado sobre as copas dos cafeeiros. Quanto à determinação da fração de precipitação incidente, que atinge o solo através do percolamento direto através da copa, esta foi efetuada utilizando-se outros 12 pluviômetros digitais, instalados a 50 centímetros do solo e posicionados aleatoriamente no interior do cafezal.
A leitura dos índices de precipitação, exibida num display de cristal líquido, minimiza os erros de observação inerentes à utilização de pluviômetros tradicionais do tipo “Ville de Paris”, onde a chuva é mensurada através leituras em provetas milimetradas.
O pluviômetro proposto é totalmente construído em termoplásticos do tipo PVC ou ABS. As peças maiores, tais como o corpo cilíndrico do pluviômetro, são usinadas em PVC. As peças menores, mais complexas (como o sistema basculante para registro do total precipitado e suportes), são injetadas em ABS.
A Figura 1 mostra a localização da caçamba (volume da báscula de 10 milímetros) no interior do pluviômetro, bem como a localização do abrigo do circuito eletrônico e do porta pilhas. Este volume de 10 milímetros, associado a uma área de captação de 176,7 centímetros quadrados, resultou numa resolução de meio milímetro na medida do total precipitado. Quanto ao microcontrolador escolhido para desenvolvimento deste projeto, é do tipo PIC, da marca Microchip, cuja característica principal é o baixo consumo de energia.
O microcontrolador pode ser alimentado com tensões de 2 a 6 Volts. Isso possibilita o uso de pilhas comuns para alimentação do pluviômetro digital. Em operação normal, o consumo situa-se ao redor de 50mA, o que garante uma autonomia em campo de dois anos.
O sistema desenvolvido substitui com vantagens os sistemas de monitoramento tradicional das chuvas, podendo ser utilizado como uma nova alternativa ao suporte acadêmico e na execução de projetos de gestão e planejamento ambiental.
A pesquisa é dirigida a estudos para melhoria da composição, forma e densidade do povoamento nestes plantios, visando minimizar riscos de pragas e/ou enfermidades.
Para tanto são utilizados 4 pluviômetros digitais, alocados em áreas em aberto circunvizinhas, para quantificar o total precipitado sobre as copas dos cafeeiros. Quanto à determinação da fração de precipitação incidente, que atinge o solo através do percolamento direto através da copa, esta foi efetuada utilizando-se outros 12 pluviômetros digitais, instalados a 50 centímetros do solo e posicionados aleatoriamente no interior do cafezal.
A leitura dos índices de precipitação, exibida num display de cristal líquido, minimiza os erros de observação inerentes à utilização de pluviômetros tradicionais do tipo “Ville de Paris”, onde a chuva é mensurada através leituras em provetas milimetradas.
O pluviômetro proposto é totalmente construído em termoplásticos do tipo PVC ou ABS. As peças maiores, tais como o corpo cilíndrico do pluviômetro, são usinadas em PVC. As peças menores, mais complexas (como o sistema basculante para registro do total precipitado e suportes), são injetadas em ABS.
A Figura 1 mostra a localização da caçamba (volume da báscula de 10 milímetros) no interior do pluviômetro, bem como a localização do abrigo do circuito eletrônico e do porta pilhas. Este volume de 10 milímetros, associado a uma área de captação de 176,7 centímetros quadrados, resultou numa resolução de meio milímetro na medida do total precipitado. Quanto ao microcontrolador escolhido para desenvolvimento deste projeto, é do tipo PIC, da marca Microchip, cuja característica principal é o baixo consumo de energia.
O microcontrolador pode ser alimentado com tensões de 2 a 6 Volts. Isso possibilita o uso de pilhas comuns para alimentação do pluviômetro digital. Em operação normal, o consumo situa-se ao redor de 50mA, o que garante uma autonomia em campo de dois anos.
O sistema desenvolvido substitui com vantagens os sistemas de monitoramento tradicional das chuvas, podendo ser utilizado como uma nova alternativa ao suporte acadêmico e na execução de projetos de gestão e planejamento ambiental.
Qual a importância da pesquisa?
Os pontos mais relevantes da pesquisa são:
aprimorar o monitoramento meteorológico do espaço regional do Estado do Rio de Janeiro através do desenvolvimento de sensores com predomínio da eletrônica sobre a mecânica, para possibilitar a automatização e otimização no processamento dos dados meteorológicos;
melhorar o nível e a qualidade da informação agroclimatológica dos produtores rurais da região serrana centro-norte fluminense;
estabelecer um sistema de informação climatológica para suporte das atividades agro-industriais no Estado do Rio de Janeiro;
desenvolver rotinas de Banco de Dados e softwares computacionais capazes de permitir a automatização dos dados coletados e a exploração eficiente do potencial das informações coletadas para utilização em modelos de previsão de pragas e enfermidades;
produzir elementos didáticos para ensino das disciplinas de Bioclimatologia e Métodos de Análise em Meteorologia e Climatologia; e
fomentar a participação direta dos produtores em todas as etapas do estudo, através da formação de uma "consciência fitossanitária", entre eles.
aprimorar o monitoramento meteorológico do espaço regional do Estado do Rio de Janeiro através do desenvolvimento de sensores com predomínio da eletrônica sobre a mecânica, para possibilitar a automatização e otimização no processamento dos dados meteorológicos;
melhorar o nível e a qualidade da informação agroclimatológica dos produtores rurais da região serrana centro-norte fluminense;
estabelecer um sistema de informação climatológica para suporte das atividades agro-industriais no Estado do Rio de Janeiro;
desenvolver rotinas de Banco de Dados e softwares computacionais capazes de permitir a automatização dos dados coletados e a exploração eficiente do potencial das informações coletadas para utilização em modelos de previsão de pragas e enfermidades;
produzir elementos didáticos para ensino das disciplinas de Bioclimatologia e Métodos de Análise em Meteorologia e Climatologia; e
fomentar a participação direta dos produtores em todas as etapas do estudo, através da formação de uma "consciência fitossanitária", entre eles.
Área do Conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Portuguesa
Clima
Portuguesa
Equipamento
Portuguesa
Produção agrícola
ODS
ODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima
Referência da Pesquisa Original
MIRANDA, Ricardo Augusto Calheiros de; REISZEL, Fernando; MONAT, André. Monitoramento e Modelagem da Persistência do Molhamento Foliar em um Cafezal da Região Serrana Fluminense. 2003.
Link da pesquisa original
Material Complementar
Circular nº 121 do Instituto Agronômico do Paraná: Café Adensado: Espaçamentos e cuidados no manejo da lavoura, de A.Androcioli Filho, Londrina, Paraná, 2002.
Revista Brasileira de Agrometeorologia
publicação científica da Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, Rio Grande do Sul.
Revista Brasileira de Agrometeorologia
publicação científica da Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, Rio Grande do Sul.
Data da publicação do texto de divulgação
November 5, 2003