Desenvolvimento de tecnologia de comunicação IoT para incorporação em sistema de controle de irrigação com sensoriamento remoto e plataformas de gerenciamento

Resumo

A irrigação é uma tecnologia que demanda alto investimento inicial, com alto custo operacional em função do gasto de energia para bombeamento da água e, em alguns casos, gastos com mão-de-obra para o manejo dos equipamentos. Melhores resultados são obtidos quando os recursos empregados são otimizados, e isso pode ser conseguido minimizando os custos tanto de investimentos iniciais, quanto de insumos anuais, principalmente energia.De acordo com estudos realizados, dentro da composição percentual dos custos totais variáveis da irrigação, a energia representa a maior parcela e, dependendo do método, pode alcançar 63% e 77% para elétrica e diesel, respectivamente. O manejo da irrigação com coleta de dados de campo e seu processamento de dados por modelagem de dados, tem sido uma ferramenta promissora para evolução dos sistemas de irrigação. Entretanto, as arquiteturas de comunicação de dados empregadas nestes sistemas têm limitações em locais em que não há conexão dos dispositivos de campo com a Internet. Para superar esta deficiência, a RADCOM, em 2016, iniciou a comercialização de um sistema de controle variável para bombeamento, sem a necessidade de comunicação com a Internet. Este sistema já está sendo comercializado pelos principais fabricantes de pivôs no Brasil como Valley e Lindsay, realizando o controle de partida, parada e regulagem da potência entregue a estes motores, tanto os elétricos quanto os a combustão. Neste sistema o ajuste da potência de bombeamento dos motores varia em função do valor medido da pressão nas linhas de aplicação, sendo esta corrigida pela topografia do terreno. Os sistemas atuais da RADCOM operam com uma rede de comunicação de dados por rádio frequência, do tipo ponto a ponto, e não necessitam de conexão com a Internet para executar suas funções. Esta arquitetura permite o controle pleno dos motores de forma autônoma, sem interferência humana, podendo atingir uma economia de energia da ordem de 35% em função do perfil da área. Tendo como referência um pivô com área de irrigação de 60 Hectares, que opera em média 1500 horas por ano, com consumo em torno 37 L/horas para um motor de 195CV, para esta característica do sistema de irrigação, haveria um consumo 55.500 litros por ano. Em situações em que há variações da topografia do terreno na ordem de 5%, o sistema atual da RADCOM pode agir no controle da potência do motor para atingir uma redução de até 20% no consumo, podendo atingir até 40% de redução em áreas de alta irregularidade. Para este caso, considerando economia de 20%, permite uma redução em diesel de 11.100 litros/ano, fora a economia com o serviço operacional do pessoal e proteção dos motores.Para o completo controle de um sistema de irrigação, a tecnologia RADCOM ainda carece de aperfeiçoamentos e novos desenvolvimentos, para permitir que além do controle do consumo de energia, também realize o controle do sistema para o uso racional da água. Para tanto, pretende-se neste projeto para Fase 2 do PIPE FAPESP aperfeiçoar o controle do bombeamento de água através de algoritmos, tendo como entrada de dados a umidade no solo. O balanço entre demanda de água pela planta e uso de energia para este fim, ajustará a potência empregada no bombeamento de água, garantindo os principais objetivos do projeto, que são: melhorar produtividade da cultura, reduzir o consumo de energia e otimização do uso da água em sistemas de irrigação. O projeto que será desenvolvido, também inclui uma comunicação aberta na qual os serviços da plataforma da base de dados do projeto, bem como os dispositivos de campo, possam se comunicar com diversas plataformas de manejo de irrigação já existes no mercado. Para esta funcionalidade, o ambiente de banco de dados deve ser implementado orientado a serviços e infraestrutura de rede deverá estar dentro do padrão Internet das Coisas (IoT). (AU)