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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL UNIDADE EM CACHOEIRA DO SUL RS CURSO SUPERIOR DE BACHARELADO EM AGRONOMIA VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO CACHOEIRA DO SUL RS 2023 VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para obtenção de título de Bacharel em Agronomia na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Orientador Prof Dr Alberto E Knies CACHOEIRA DO SUL RS 2023 Catalogação de Publicação na Fonte Ficha catalográfica elaborada pela bibliotecária Nídila Alonso Guimarães CRB 101903 T124a Tafernaberri Junior Vilmar Avaliação da pulverização com drone em diferentes alturas e velocidades de voo Vilmar Tafernaberri Junior Cachoeira do Sul 2023 40 f il Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies Trabalho de Conclusão de Curso Graduação Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Bacharelado em Agronomia Unidade em Cachoeira do Sul 2023 1 VANTs 2 Drones 3 Pulverização agrícola4 Tecnologias na agricultura I Knies Alberto Eduardo II Título VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para obtenção de título de Bacharel em Agronomia na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies Aprovada em 14 07 2023 BANCA EXAMINADORA Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies UERGS Unidade em Cachoeira do Sul Prof Dr Benjamin Dias Osório Filho UERGS Unidade em Cachoeira do Sul Prof Dr Eduardo Leonel Bottega UFSM Campus Cachoeira do Sul AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Estudante Vilmar Tafernaberri Junior Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies RESUMO O uso de drones para pulverização agrícola tem despertado interesse tanto nos profissionais técnicos quanto nos produtores rurais sendo uma opção para competir com os pulverizadores agrícolas terrestres e a aviação agrícola Diante disso o objetivo geral deste trabalho é avaliar o desempenho da pulverização com um drone em diferentes alturas e velocidades de voo Foram realizadas avaliações à campo na Estação Agronômica Uergs localizada em Cachoeira do Sul RS do desempenho da pulverização de drone voando em três alturas 30 45 e 60 m e três velocidades 40 60 e 80 ms1 em uma faixa de aplicação de 10 m Para avaliar o desempenho da pulverização foram utilizados cartões hidrossensíveis a partir dos quais com auxílio do Software DropLeaf foram avaliados o número de gotas que atingiram o alvo diâmetro médio das gotas índice de área de cobertura IAC densidade de gotas número de gotas por cm² diâmetro volumétrico 10 DV 01 diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV e o diâmetro volumétrico 90 DV 09 Os resultados indicaram maior IAC para a altura de 30 metros e velocidade de 40 ms1 Os maiores valores de DV 01 foram obtidos na maior a altura de voo e para o DMV apenas na velocidade de deslocamento de 40 ms1 a altura influenciou com melhores resultados também na maior altura Assim ressalta se a importância de conhecer os parâmetros do desempenho na pulverização com drones para que tenhamos uma aplicação segura com mínimos impactos ao meio ambiente e que atinja o alvo com eficiência Palavraschave VANTs drone pulverização agrícola tecnologias EVALUATION OF SPRAYING WITH DRONE AT DIFFERENT FLIGHT HEIGHTS AND SPEEDS Student Vilmar Tafernaberri Junior Advisor Prof Dr Alberto Eduardo Knies ABSTRACT The use of drones for agricultural spraying has aroused interest both in technical professionals and in rural producers being an option to compete with terrestrial agricultural sprayers and agricultural aviation Therefore the general objective of this work is to evaluate the performance of spraying with a drone at different heights and flight speeds Field evaluations were carried out at the Uergs Agronomic Station located in Cachoeira do Sul RS of the performance of spraying from a drone flying at three heights 30 45 and 60 m and three speeds 40 60 and 80 ms1 in an application range of 10 m To evaluate the spraying performance hydrosensitive cards were used from which with the help of the DropLeaf Software the number of drops that reached the target average diameter of the drops coverage area index IAC drop density number of drops per cm² volumetric diameter 10 DV 01 volumetric diameter 50 DV 05 or DMV and volumetric diameter 90 DV 09 The results indicated a higher IAC for the height of 30 meters and velocity of 40 ms1 The highest values of DV 01 were obtained at the highest flight height and for the DMV only at the displacement speed of 40 ms1 did the height influence with better results also at the highest height Thus it is important to know the performance parameters in spraying with drones so that we have a safe application with minimal impacts on the environment and that reaches the target efficiently Keywords UAVs drones agricultural spraying technologies SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 7 2 REFERENCIAL TEÓRICO 10 21 EVOLUÇÃO DA AGRICULTURA 10 22 O USO DE DRONES NA AGRICULTURA 12 23 USO DE DRONES PARA PULVERIZAÇÃO AGRÍOLA 14 3 OBJETIVOS 16 31 OBJETIVO GERAL 16 32 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 16 4 MATERIAL E MÉTODOS 17 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 26 51 CONDIÇÕES CLIMÁTICAS NO MOMENTO DA APLICAÇÃO 26 52 NÚMERO DE GOTAS QUE ATINGIRAM O ALVO 27 53 DIÂMETRO MÉDIO DAS GOTAS 27 54 ÍNDICE DE ÁREA DE COBERTURA IAC 28 55 DENSIDADE DE GOTAS 30 56 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 10 DV 01 33 57 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 50 DV 05 OU DMV 34 58 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 90 DV 09 34 59 DIFICULDADES NO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 35 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 37 REFERÊNCIAS 38 7 1 INTRODUÇÃO Um marco na evolução humana foi o desenvolvimento da agricultura que surgiu quando os homens deixaram de ser nômades fixandose em determinado lugar resultando em uma nova forma de obtenção de alimentos que não fossem apenas fornecidos espontaneamente pela natureza Com isso o homem começa a produzir seu próprio alimento plantando sementes na terra cultivado alimentos e criando animais por esta razão iniciase o sistema de cultivos de alimentos MAZOYER ROUDART 2010 A revolução verde foi um grande salto na evolução agrícola pois apresentou um conjunto de inovações tecnológicas no campo da agricultura como fertilizantes agrotóxicos seleção de sementes entre outras melhorias Estas inovações permitiram um expressivo aumento na produção de alimentos porem gerou uma série de impactos ambientais os quais limitariam novamente o sistema de cultivo até então adotado Este cenário exigiu o desenvolvimento de novas tecnologias visando mitigar os impactos ambientais e aumentar a produção agrícola garantindo a segurança alimentar e a sustentabilidade ambiental Haja visto que a necessidade de produzir alimentos acompanha o crescimento populacional demandando investimentos em estudos e pesquisas objetivando o uso mais racional dos meios de produção Com isso a preocupação com o meio ambiente e o aumento da produção exige uma constate evolução nos processos produtivos Nas últimas décadas a produção de alimentos e fibras tem sido drasticamente transformada pelos avanços da ciência sendo cada vez mais intenso o uso de novas tecnologia na agricultura No Brasil e no mundo se fez necessário o aprofundamento nos conhecimentos de inovações que revolucionaram a agricultura como o melhoramento genético mecanização plantio direto defensivos agrícolas entre outras Na contribuição da produção de alimentos sustentável é de suma importância a introdução de ferramentas tecnológicas incorporadas ao campo como por exemplo a biotecnologia a agricultura de precisão e a agricultura digital Entre as inovações no campo está o uso de aeronaves remotamente pilotadas Remotely Piloted Aircraft System RPAS os populares VANT e DRONE sendo que aproximadamente 25 do faturamento mundial desses equipamentos provém do agronegócio Os VANTs possuem diversas funções como por exemplo 8 sistema de segurança em locais com maior incidência do roubo de gado ITARC 2023 distribuição de sementes e fertilizantes distribuição de produtos químicos e biológicos aerolevantamento multifinalitário sensoriamento remoto etc Para garantir a segurança alimentar para a população necessitase de novas tecnologias buscando uma produção mais rentável e eficiente As plantações modernas e as operações agrícolas são realizadas de maneiras muito diferentes quando comparadas às praticadas há algumas décadas atrás A utilização de drones tem se tornado uma alternativa viável para a agricultura sendo a implantação tecnológica mais recente no setor devido a capacidade de coletar dados e gerenciar diversos processos em tempo real otimizando o tempo e a tomada de decisões Na topografia o uso do drone já é consolidado pois através dos mesmos podese fazer mapas de Modelos Digitais de Terrenos MDT eou Modelos Digitais de Superfícies MDS com altíssima precisão utilizando câmeras aerofotogrametria ou com a utilização de sensores de refletância que emitem pulsos de luzes como o sensor Lidar Light Detection and RangingNa agricultura o uso de câmera multiespectral instalada em VANT auxilia o agricultor oferecendo uma visão geral da lavoura permitindoo avaliar a sanidade das plantas entre outros parâmetros Essas câmeras são capazes de mensurar diferentes comprimentos de ondas eletromagnéticas como luz visível infravermelha ultravioleta raioX ou qualquer outra faixa do espectro e com a ajuda de softwares específicos podem gerar mapas que identificam os locais com maior ou menor taxa fotossintética Outra inovação na agricultura é o uso de drone na pulverização de defensivos agrícolas otimizando o tempo e diminuindo perdas na lavoura pois permitem que o produtor aplique em áreas que não se pode entrar com mecanização ou aviação convencional devido ao relevo tamanho da área ou proximidades de residências Outo fator a considerar é que esses equipamentos não provocam amassamento das plantas que em algumas culturas podem gerar um prejuízo de 2 a 5 da produção INSTITUTO AGRIS 2022 O uso dos drones destacase pela boa manobrabilidade não exigindo pista para aterrisagem e decolagem baixo peso baixo custo de operação podendo pulverizar em altitude baixa e em terreno acidentado oferece menor risco de intoxicação ao operador e evitam compactação do solo e danos na cultura como 9 esmagamento Porém no Brasil existe poucos estudos relacionados a utilização de drone na pulverização de defensivos e insumos agrícolas demandando muitos conhecimentos técnicos e científicos para utilizar as novas tecnologias de forma adequada A UERGS através do Curso de Agronomia da Unidade de Cachoeira do Sul tem se preocupado com futuros trabalhos relacionados com essas tecnologias buscando o interesse dos alunos e fazendo parcerias com empresas privadas Uma das empresas privadas parceira da UERGS é o Grupo Timber que é especializado em promover a competitividade em operações florestais construção civil mineração e movimentação de materiais desde 2002 Além desses ramos de atividade o Grupo Timber é a representante oficial da marca XAG no Brasil que é a maior fabricante de veículos autônomos com aplicação à agricultura e silvicultura incluindo drones de pulverização agrícola e veículos terrestres 10 2 REFERENCIAL TEÓRICO 21 EVOLUÇÃO DA AGRICULTURA Com o hábito de achar o alimento e depois plantar os humanos deixaram de serem nômades e começaram há estabelecer uma moradia fixa em determinado lugar formando núcleos pequenos grupos que foram evoluindo para tribos aldeias vilas cidades até se tornarem grandes centros CASTANHO TEIXEIRA 2017 Segundo Castanho Teixeira 2017 através deste processo simples começaram a produzir seus próprios alimentos não somente para seu próprio consumo mas também para fornecer a esses núcleos Para satisfazer a necessidade do homem a agricultura obrigouse a evoluir e desde então vem desenvolvendo novas técnicas e metodologias para o cultivo de alimentos Com o passar dos anos a produção agrícola necessitou novas técnicas para aumentar a oferta de alimentos e garantir a segurança alimentar para a população Em 1960 a Revolução Verde implicou na criação e no desenvolvimento de novas atividades de produção de insumos químicos mecânicos e biológicos ligados à agricultura que resultou em um novo modelo tecnológico de produção agrícola ALBERGONI PELAEZ 2007 Contudo na década de 1980 com a diminuição do ritmo de inovações esse modelo tecnológico passou a apresentar limites de crescimento e demonstrar impactos ambientais advindos do uso intensivo desses insumos em especial dos agrotóxicos Desde então surgiu a necessidade de novas técnicas para superar esses limites como a biotecnologia baseada na utilização da engenharia genética que proporcionou os organismos geneticamente modificados apresentando maior resistência a determinados agrotóxicos ou até mesmo que substituem o seu uso ALBERGONI PELAEZ 2007 De acordo com Lopes 2013 em 2050 o cenário global previsto é crítico pois a população atingirá nove bilhões de habitantes aumentando a necessidades de alimentos no mundo crescendo a escassez dos recursos da terra e água gerando eventos extremos como as mudanças climáticas Com isso a agricultura mundial sofre forte pressão para garantir a segurança alimentar utilizar e fornecer energia limpa de forma sustentável 11 Para se obter um aumento da produção agrícola tornandoa mais rentável e eficiente é fundamental o uso de novas tecnologias Através destas os produtores podem aplicar insumos agrícolas de forma mais racional e econômica gerando menos prejuízos ao meio ambiente e ocasionando menos esforço uma vez que podem utilizar processos mais inteligentes e automatizados PEGORARI 2023 Existem tecnologias específicas disponíveis para cada situação desde o melhoramento genético GPS em inglês global positioning system agricultura de precisão AP utilização de aplicativos que monitoram plantações remotamente agricultura digital entre outras Sendo que uma das tecnologias mais recente é a utilização de drones na agricultura tanto para identificação de taxa fotossintética da lavoura que permite o produtor conferir a sanidade das plantas quanto a aplicação de insumo como pulverização de líquidos e sólidos PEGORARI 2023 Na AP considera que cada área deve ser manejada de forma diferente pois trata a área de forma heterogênea considerando que existe variação espacial e temporal de nutrientes tipos de solo ataques de pragas e doenças no cultivo fazendo o gerenciamento de campos produtivos metro a metro visando informações agrícolas exatas e precisas TSCHIEDEL FERREIRA 2002 As plantações modernas e as operações agrícolas são realizadas de maneiras muito diferentes quando comparadas às praticadas algumas décadas atrás No Brasil um tema muito atual é a agricultura de precisão pois vêm ganhando espaço frente à agricultura tradicional visto que essas tecnologias possibilitam alternativas que ajude a obter uma maior produtividade e gerando maior rentabilidade otimizando o custo de produção OLIVEIRA et al 2020 Com o passar dos anos novas tecnologias vêm se consolidando nas atividades agrícolas como tratores guiados por GPS piloto automático semeadoras e colhedoras com monitoramento de aplicação ou colheita implementos com aplicação de defensivos ou adubo com taxa variável com sistemas de dados integrados permitindo que o produtor acompanhe em tempo real através de aplicativos remotos via smartphone computadores ou tablets JACTO 2022 A agricultura vêm evoluindo com o passar dos anos marcando cada fase como Agricultura 10 que utilizava a tração animal para desenvolvimento das atividades no campo Agricultura 20 que substituiu a tração animal pelo motor a combustão ocasionando o desenvolvimento de máquinas agrícolas Agricultura 30 com o desenvolvimento do sistema GPS Agricultura 40 a mais recente 12 incorporação da conectividade e automação utilizando máquinas veículos veículos aéreos não tripulados VANTsdrones robôs e animais com sensores sendo cada vez mais utilizado esse termo nos últimos anosESPERIDIÃO et al 2019 22 O USO DE DRONES NA AGRICULTURA Remotely Piloted Aircraft RPA é o termo técnico para Veiculo Aéreo Não Tripulado VANT sendo aeronaves remotamente pilotadas com elevado grau de automação e são utilizadas para fins comerciais experimentais e institucionais O termo Drone é um sinônimo de VANT foi empregado devido ao fato que algumas aeronaves quando estão voando emitem um som parecido com enxame de abelhas ou um zangão dando origem ao emprego do termo para estas aeronaves O uso dos RPAS primeiramente foi para fins militares nos EUA sendo mencionados pela primeira vez em 1900 aumentando a importância destas máquinas em operações militares e conflitos armados Figura 1 GIONES BREM 2017 Figura 1 Linha do tempo de usos militares e civis dos RPAS Fonte Giones Brem 2017 A utilização de drones tem se tornado uma alternativa viável para a agricultura pois esta tecnologia é capaz de coletar processar analisar e transmitir informações das lavouras em tempo real colaborando com o monitoramento da produção e ambiental MAINARDI 2015 Segundo Gonçalves e Cavichioli 2021 os drones se tornaram essenciais na agricultura destacandose devido a possibilidade de manter o controle da plantação monitorar propriedades entre outras atividades de forma remota eou em tempo real A utilização de drones na agricultura é a implantação tecnológica mais recente no setor Devido a capacidade de coletar dados em diversos processos em 13 tempo real otimizando o tempo de tomada de decisões Com isso solucionando problemas na produção como identificação de pragas aplicação de defensivos e corretivos reduzindo perdas e aumentando a performance da produção SILVA 2020 O sensoriamento remoto é uma ferramenta tecnológica muito importante na AP As plataformas mais comuns para sensoriamento remoto incluem satélites aviões balões e helicópteros Sensores ópticos são instalados nestas plataformas e as informações derivadas das imagens destes sensores oferecem diversas aplicações por exemplo a biomassa índice de área foliar doenças estresse hídrico entre outras informações gerando dados em alta resolução espacial ZHANG KOVACS 2012 Os sensores proximais que são capazes de realizar medições por sensores ativos de refletância do dossel por câmeras multiespectrais acopladas em drones A leitura desses sensores é feita através da sincronização com os sensores de posicionamento que atualizam as coordenadas O número total de observações por área varia em função da velocidade de operação RABELLO et al 2014 As imagens capturadas por pequenos RPAS é alternativa mais viável para o produtor quando comparadas com as imagens de alta resolução capturadas por satélites e outras plataformas pois estas possuem um alto custo de aquisição Outro fator importante é que os RPAS possuem baixo custo de operação com alta resolução espacial e temporal Resultando em vários estudos de imagens capturadas nos últimos anos para aplicação na AP ZHANG KOVACS 2012 Caturegli et al 2016 comparando a refletância espectral de imagens feitas por RPA de três gramados demostrou que essas maquinas são excelentes ferramentas para capturar imagens aéreas em tempo real podendo otimizar o gerenciamento dos gramados Uma vez que foi possível formular um mapa com a resposta da planta a diferentes concentrações de aplicação de nitrogênio Segundo Primicerio et al 2012 as imagens multiespectrais capturadas por RPA VIPtero na determinação do potencial enológico em vinhedos demonstraram a heterogeneidade de cada vinhedo analisado Huang et al 2018 utilizando imagens de alta resolução capturadas através de RPA na comparação de diferentes métodos de avaliação de plantas daninhas da cultura do arroz obtiveram mapeamento preciso das plantas daninhas com maior 14 eficiência porem menciona há necessidade de uma grande quantidade de imagens de alta resolução Para projetar tratamentos de controle de ervas daninhas o uso de imagens remotas capturadas por veículos aéreos não tripulados tem um grande potencial desde a préemergência até a pósemergência da cultura o que não era possível anteriormente com imagens aéreas ou de satélite convencionais PEÑA et al 2013 Segundo os mesmos autores a estimativa da cobertura de plantas daninhas na cultura do milho a partir da análise dessas imagens apresentou resultados satisfatórios Através destas informações é possível otimizar o uso de herbicidas dosando adequadamente aos níveis de infestações 23 USO DE DRONES PARA PULVERIZAÇÃO AGRÍOLA Apesar de inicialmente ser uma tecnologia voltada ao setor de defesa em 1991 o Japão começou a operar remotamente helicópteros e na década passada já utilizava mais de 2000 VANTs em aplicações no setor agrícola Buscando obter uma agricultura mais eficiente e melhor levando a evolução dessas maquinas e a um aumento da automação para substituir o trabalho puramente manual ENDERLE 2002 Até 2016 no trabalho de controle de pragas e doenças nos campos de arroz trigo milho algodão e cana a China já possuía mais de 200 fabricantes de RPA e mais de 169 tipos de VANTs para aplicação química no mercado XIONGKUI et al 2017 O uso de drones para pulverização agrícola está em constante crescimento devido as grandes evoluções dos equipamentos e do crescimento no mercado do agronegócio tendo grandes impactos benéficos e ajudando dia a dia do produtor no campo Essa tecnologia desperta interesse tanto nos profissionais técnicos quanto nos produtores rurais sendo uma opção para competir com os pulverizadores agrícolas autopropelidos e a aviação agrícola convencional CASTILHO et al 2023 No Brasil assim como a Rússia Austrália Canadá e EUA a aviação agrícola é bem desenvolvida pois possuem grande áreas agricultáveis que permitem o uso da aviação convencional Em contrapartida no Japão Coréia e China onde a topografia do terreno é mais acidentada a utilização da aviação agrícola é inviável Com isso o uso de RPAS são de suma importância uma vez que além de capturar imagens de alta resolução são utilizados para pulverização aérea QIN et al 2016 15 Essa tecnologia também mostra ser uma solução para pequenas e médias propriedades com relevos mais acidentados aqui no Brasil Segundo Qin et al 2016 a pulverização com a utilização de RPAS possuem algumas vantagens quando comparado a aviação convencional pois possuem boa manobrabilidade não exigindo pista para aterrisagem e decolagem tem baixo peso baixo custo de operação podendo pulverizar em altitude baixa e em terreno acidentado Na comparação com aplicações terrestres oferecem menor risco de intoxicação ao operador e evitam compactação do solo e danos na cultura como esmagamento Existem diversos drones no mercado para pulverização agrícola entre eles está o V40 da marca XAG que tem sido uma ótima opção para os produtores rurais devido a sua alta tecnologia com um custo acessível Segundo o fabricante o V40 possui precisão de aplicação centimétrica com auxílio de Real Time Kinematic RTK Sonar para leitura do terreno e radar frontal de detecção de obstáculos A faixa de aplicação varia de 5 a 10 metros com capacidade de carga para 16 litros líquidos e 25 litros para sólidos sua bateria tem autonomia de 12 minutos mas o carregamento é ultrarrápido também de 12 minutos imerso em tanque com água As pontas de pulverização são rotativas com ajuste de tamanho de gotas pelo smartphone durante o voo podendo variar de 60 a 400 micras Este equipamento possui proteção IP67 contra poeira e umidade e sua eficiência de aplicação é de 6 hah1 em condições desfavoráveis a 17 hah1 em condições favoráveis sendo um drone de totalmente autônomo e de fácil operação TIMBER 2023 Porém no Brasil existe poucos estudos relacionados a utilização de drone na pulverização de defensivos e insumos agrícolas demandando muitos conhecimentos técnicos e científicos para utilizar as novas tecnologias de forma adequada É de grande importância tanto para a produção agrícola quanto para o meio ambiente que otimizamos ao máximo o uso dessas tecnologias sendo necessário alto investimento em pesquisa tanto da parte acadêmica quanto de empresas privadas 16 3 OBJETIVOS 31 OBJETIVO GERAL O objetivo geral deste trabalho é avaliar o desempenho da pulverização com um drone em diferentes alturas e velocidades de voo 32 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Avaliar o número de gotas diâmetro médio das gotas µm índice de área de cobertura e densidade de gotas gotascm² a partir da pulverização com um drone voando em diferentes alturas e velocidades Estimar o diâmetro volumétrico 10 Dv 01 µm diâmetro volumétrico 50 Dv 05 ou DMV µm e diâmetro volumétrico 90 Dv 09 µm a partir da pulverização de um drone em diferentes alturas e velocidades de deslocamento Determinar qual a altura e velocidade de deslocamento do drone que resultam em melhor desempenho na aplicação 17 4 MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi desenvolvido na Estação Agronômica da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul UERGS da Unidade em Cachoeira do Sul RS localizada no distrito de Três Vendas interior do município latitude 29530604S e longitude 53003276O Figura 2 Figura 2 Local de realização do experimento Fonte Google Earth adaptado pelo autor 2023 Para pulverização foi utilizado um drone bi motor da marca XAG modelo V40 Figura 3 com capacidade de carga de 16 litros para líquidos e 25 litros para sólidos equipado com sistemas de pontas rotativas Figura 4 com ajuste do tamanho da gota por smartphone 60400 µm Para todos os voos foram ajustado um volume de calda para pulverização de 10 Lha1 composto por água e adjuvante na concentração de 4 ml por litro com o tamanho da gota de 110 µm Figura 5 Foram realizados voos com três alturas diferentes em relação ao solo sendo elas 30 m 45 m e 60 m em cada altura realizou três velocidades de voos 4 6 e 8 18 ms1 parâmetros estes configurados no aplicativo XAG One que permite configurar a altura e velocidade do voo entre outros parâmetros Figura 6 Foi avaliado apenas uma faixa de aplicação largura de 10 metros para as diferentes alturas e velocidades Figura 3 Drone da marca XAG modelo V40 utilizado no experimento Fonte Autor 2023 Figura 4 Ponta de pulverização rotativa Fonte Autor 2023 19 Figura 5 Tela do aplicativo de operação de voo do drone mostrando a configuração do volume de pulverização e tamanho da gota Fonte Autor 2023 20 Figura 6 Imagens da tela do aplicativo XAG One indicando a configuração do voo do drone Fonte Autor 2023 21 Para simular uma situação real de aplicação e não ocasionar danos ao meio ambiente e riscos de intoxicação utilizouse somente água e um adjuvante comercial na calda de pulverização A adição do adjuvante é recomendada para proporcionar maior densidade para as gotas e mitigar os efeitos de deriva Para analisar o desempenho da aplicação utilizouse papéis sensíveis a água marca WSPAPER com tamanho de 26 x 76 mm Figura 7 Esses papéis hidrossensíveis são cartões amarelos com uma camada de azul de bromofenol que se torna azul quando em contato com líquidos Assim permitindo identificar o volume pulverizado a quantidade e o tamanho das gotas depositadas sobre o papel entre outras características Figura 7 Papel hidrossensível marca WSPAPER Fonte Autor 2023 Os cartões hidrossensíveis foram instalados em estacas de madeira a uma altura de 07 m do solo Figura 8 na tentativa de imitar o dossel das plantas Implantouse os mesmos em linha sendo um central no eixo e os demais a uma distância de 2 m 3 m 4 m e 5 m para ambos os lados do eixo central Figura 9 Sendo demonstrada a nomenclatura e localização de cada amostra na tabela 1 22 Figura 8 Papel hidrossensível instalado a uma altura de 07 m do solo Fonte Autor 2023 Figura 9 Posição das estacas com papel hidrossensível e composição das repetições utilizadas na avaliação da faixa de pulverização para cada altura de voo e velocidade de deslocamento do drone Fonte Autor 2023 23 Tabela 1 Localização das amostras na linha altura de voo e velocidade de deslocamento do voo Altura de voo m Velocidade ms1 Localização das amostras E5 E4 E3 E2 C D2 D3 D4 D5 30 40 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 60 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 80 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 45 40 A28 A29 A30 A31 A32 A33 A34 A35 A36 60 A37 A38 A39 A40 A41 A42 A43 A44 A45 80 A46 A47 A48 A49 A50 A51 A52 A53 A54 60 40 A55 A56 A57 A58 A59 A60 A61 A62 A63 60 A64 A65 A66 A67 A68 A69 A70 A71 A72 80 A73 A74 A75 A76 A77 A78 A79 A80 A81 Onde C Eixo E2 esquerda a 2m do eixo E3 esquerda a 3m do eixo E4 esquerda a 4m do eixo E5 esquerda a 5m do eixo D2 direita a 2m do eixo D3 direita a 3m do eixo D4 direita a 4m do eixo D5 direita a 5m do eixo An Amostra n Fonte Autor 2023 Para verificar as condições meteorológicas no momento da aplicação foram mensuradas a temperatura do ar T velocidade do vento VVe umidade relativa do ar UR com a ajuda de um termohigroanemômetro digital No momento da aplicação a temperatura era de 181 C a velocidade do vento era nula e a umidade relativa do ar era de 67 Figura 10 Figura 10 Termohigroanemômetro utilizado para verificar as condições meteorológicas no momento da realização do experimento Fonte Autor 2023 24 Em cada voo do drone nas diferentes alturas e velocidades avaliadas foram colocados os papéis hidrossensíveis a partir dos quais foram avaliados o número de gotas que atingiram o alvo diâmetro médio das gotas índice de área de cobertura IAC densidade de gotas número de gotas por cm² diâmetro volumétrico 10 DV 01 diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV e o diâmetro volumétrico 90 DV 09 O número de gotas que atingiram o alvo referese ao número total de gotas encontrado em toda a superfície da amostra Sendo uma informação é importante para a confiabilidade dos resultados pois quanto maior o número de gotas da amostra mais confiável é o resultado da análise CHAIM 2000 O diâmetro médio das gotas é a média dos diâmetros de gotas que atingiram a amostra indica a média do tamanho das gotas O tamanho da gota é classificado e categorizado de acordo com um padrão internacional permitindo que comparações sejam feitas entre diferentes tipos de pontas de pulverização e muito importante na escolha de quais tipo de defensivos agrícolas a ser utilizado CHAIM 2000 O índice de área de cobertura IAC significa a porcentagem de área coberta pela mancha das gotas em relação a área total da amostra O IAC ajuda na escolha do produto a ser utilizado para um controle mais eficiente como por exemplo a utilização de defensivos de contato deve possuir um IAC maior que os sistêmicos que se transloca dentro da planta CHAIM 2000 A densidade de gotas representa quantas gotas atingiram uma área equivalente a um centímetro quadrado Sendo um parâmetro internacionalmente indicado para a calibração da pulverização pois os fabricantes de defensivos agrícolas indicam a densidade de gotas para o controle de determinada praga Um exemplo é para o controle de plantas espontâneas com utilização de herbicida pré emergente sistêmico a densidade de gotas é de 20 a 30 gotascm² já para utilização de herbicida préemergente de contato a densidade de gotas é de 30 a 40 gotascm² CHAIM 2000 O diâmetro volumétrico 10 DV 01 m representa a distribuição dos diâmetros das gotas de maneira tal que os diâmetros menores que DV 01 compõem 10 do volume total de líquido da amostra O diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV é o diâmetro de gota tal que 50 do volume do líquido pulverizado é constituído de gotas de tamanho maior ou menor que esse valor também conhecido 25 como diâmetro mediano volumétrico DMV O DMV é muito importante para a calibração da deposição pois expressa o padrão de diâmetro de gotas que atingiu a amostra O diâmetro volumétrico 90 DV 09 representa a distribuição dos diâmetros das gotas de maneira tal que os diâmetros menores que Dv 09 compõem 90 do volume total de líquido da amostra amplitude relativa CHAIM 2000 Todos os papéis hidrosensíveis foram fotografados com câmera em boa qualidade e analisados pelo Software DropLeaf BRANDOLI et al2021 conforme apresentado na Figura11 O DropLeaf é um software livre para smartphone desenvolvido pela Universidade de São Paulo USP sendo uma ferramenta de sistema de análise de deposição de agrotóxicos O delineamento experimental adotado foi o fatorial 3x3 com três repetições Os fatores de variação foram compostos pelas três alturas de voo e pelas três velocidades de deslocamento do drone As médias dos parâmetros de pulverização estudados foram comparadas aplicandose o teste de Tukey em nível de 5 de probabilidade de erro p 0 05 A análise estatística foi realizada no software Sisvar versão 56 FERREIRA 2019 Figura 11 Exemplo de uma amostra analisada pelo Software DropLeaf Fonte Autor 2023 26 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 51 CONDIÇÕES CLIMÁTICAS NO MOMENTO DA APLICAÇÃO Antes de realizar aplicação de defensivos agrícolas é de suma importância a avaliação das condições climáticas Pois se a mesma não estiver favorável principalmente temperatura umidade relativa do ar vento radiação umidade do solo a aplicação pode gerar um grande prejuízo devido à deriva que pode atingir lavoura de terceiros e o responsávelproprietário arcar com os custos do prejuízo Outro fator que deve ser levado em conta é a velocidade do vento que também pode ocasionar deriva umidade relativa do ar e temperatura esses últimos podem fazer com que as gotas se evaporem antes de chegar ao alvo As condições climáticas no momento dos voos de aplicação eram muito boas estando de acordo com a tabela do Delta T Figura 12 estando dentro da faixa verde o que significa melhores condições de aplicação A tabela do delta T faz uma avaliação de aplicação analisando as condições de umidade relativa com a temperatura C com a classificação verde condições ótimas amarela condições arriscadas e vermelha condição não indicada para aplicação No momento do experimento a temperatura estava em 181 C umidade relativa de 67 e velocidade do vento nula Figura 12 Tabela Delta T para tomada de decisão para aplicações de agrotóxicos Fonte Tecnofiltros 2023 27 52 NÚMERO DE GOTAS QUE ATINGIRAM O ALVO Avaliando o número de gotas que atingiram os catões hidrossensíveis foi possível identificar uma grande variação entre as amostras com média geral de 9707 gotas número mínimo de 1233 gotas e máximo de 57333 gotas Tabela 2 Outro fator importante observado foi o coeficiente de variação CV que aumentou independente da altura de voo com o aumento da velocidade de deslocamento do drone Indicando que o aumento da velocidade de deslocamento aumenta a variabilidade dos dados em relação à média Demonstrando uma influência do deslocamento de ar provocado pela rotação das hélices do drone Contudo não apresentou diferença estatística significativa em relação à altura e a velocidade de voo Tabela 2 Número de gotas que atingiram os cartões hidrossensíveis nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 30144 2333 57333 27505 9124 60 7578 1433 17033 8310 10967 80 6789 2333 15700 7717 11367 45 40 8556 1867 17600 8127 9499 60 10989 2967 22500 10223 9303 80 7233 3000 15467 7131 9859 60 40 6956 4033 12133 4496 6465 60 5500 2600 10867 4653 8459 80 3622 1233 8033 3825 10559 Geral 9707 1233 57333 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 53 DIÂMETRO MÉDIO DAS GOTAS Avaliando o diâmetro médio das gotas identificouse média geral do diâmetro das gotas foi de tamanho médio 21110 µm A Associação Nacional de Defesa Vegetal ANDEF classifica as gotas como grandes quando seu diâmetro é maior que 400 µm gotas médias variando entre 200 a 400µm e gotas pequenas menores que 200 µm RAMOS 2004 Diante dessa classificação as aplicações obtiveram variações entre gotas do tamanho pequeno a médio Tabela 3 indicando a utilização de defensivos agrícola como inseticida de contato herbicida de contato 28 pósemergente e fungicida sistêmico Figura 13 Mas não apresentaram diferença estatística significativa em relação às alturas e velocidades de voo A velocidade de deslocamento do drone de 6 m s1 na altura de 3 m apresentou aplicações mais uniformes quanto ao tamanho das gotas CV 238 Porem a média do tamanho das gosta foi de 19525 considerada gotas de tamanho pequeno de acordo com a ANDEF Para defensivos agrícolas que permitem esse tamanho de gotas o voo mais indicado seria nessa configuração pois a 3 m de altura o drone tem menos risco de danos em uma eventual queda e a velocidade de 6 m s1 confere uma maior capacidade operacional devido a rápida velocidade Tabela 3 Diâmetro médio das gotas que atingiram os cartões hidrossensíveis µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 20797 14129 26817 6369 3062 60 19525 19106 20025 465 238 80 21560 17970 24098 3196 1483 45 40 20230 18294 21607 1726 853 60 22810 20120 25691 2790 1223 80 21806 15140 25514 5785 2653 60 40 22628 19740 24569 2550 1127 60 19832 18633 20827 1111 560 80 20800 16151 23438 4039 1942 Geral 21110 14129 26817 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 54 ÍNDICE DE ÁREA DE COBERTURA IAC Analisando o índice de área de cobertura IAC identificouse um percentual médio de 864 com um mínimo de 003 e máximo de 6519 Tabela 4 A pesar do voo na altura de 3 m com velocidade de 4 m s1 apresentar maior desuniformidade para o índice de área de cobertura que os voos a 6 m de altura com velocidades de 4 e 6 m s1 é o mais indicado pois apresenta maior média de índice de área de cobertura Quando comparamos a velocidade do voo na altura de 3 metros do solo houve uma diferença significativa Tabela 5 indicando que quanto menor a velocidade maior percentual de área de cobertura foi atingido Outro fator que apresentou diferença significativa foi quando comparamos as diferentes alturas 29 referente a velocidade do voo de 4 ms1 Tabela 6 demonstrando que para esta velocidade quanto menor a altura maior será o IAC Tabela 4 Índice de área de cobertura IAC das gotas de pulverização nas diferentes alturas e velocidades de deslocamento do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 4322 006 6519 3738 8649 60 034 006 078 039 11212 80 1084 010 3220 1858 17142 45 40 039 043 008 088 10893 60 1113 016 3288 1884 16932 80 1097 009 3265 1877 17105 60 40 042 024 075 029 6727 60 024 012 047 020 8379 80 020 003 047 024 12397 Geral 864 003 6519 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 5 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável IAC para voo a 30 m de altura nas diferentes velocidades de deslocamento estudadas Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 60 034 a 80 1084 a b 40 4322 b DMS 3440 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 Tabela 6 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável IAC nas diferentes alturas para a velocidade de deslocamento de 4 ms1 Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 40 4322 b 45 40 039 a 60 40 042 a DMS 3440 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 Analisando o conjunto de dados nas amostras individuais verificouse que A5 A6 A7 A8 A41e A50 Tabela 1 obtiveram cobertura superior a 95 e nas amostras A14 A23 A32 e A40 o índice de cobertura variou de 133 a 163 tendo para as demais amostras um índice inferior a 1 O índice de cobertura está 30 diretamente relacionado ao volume de aplicação fator de espalhamento de gotas área foliar e diâmetro da gota A amostra A5 estava localizado no eixo do voo com altura de 30 m com velocidade de 40 ms1 a A6 A7 e A8 pertenceram a mesma condição de voo que a A5 porem suas localizações estavam à direita do eixo isso pode ter ocorrido devido a um deslocamento a direita do equipamento em relação ao eixo Essa condição de voo foi a única que apresentou mais de uma amostra com índice de cobertura superior a 95 indicando que para esta variável a menor altura e menor velocidade do voo garantiu uma maior cobertura Contudo na prática implica menor rendimento por hectare sendo necessário maior tempo de voo na aplicação de defensivos o que pode inviabilizar a aplicação em grandes lavouras Outras amostras que obtiveram índice de cobertura superior a 95 foi a A41 e A50 localizadas no eixo do voo de 45 m de altura com velocidades de 6 e 8 ms1 respectivamente Como estavam no eixo demostra a importância do transpasse da ponta de aplicação pois o eixo recebe gotas tanto da ponta esquerda quanto da ponta direita isso também ocorre no transpasse entre as faixas de aplicação A localização das amostras que tiveram uma variação de 133 a 163 no índice de cobertura também foi no eixo dos voos com altura de 3 m e velocidades de 6 e 8 ms1 e altura de 45 m com velocidade de 4 ms1 com exceção da A40 que estava localizada a esquerda do eixo do voo de 45 m de altura com velocidades de 6 ms1 Como foi utilizado adjuvante na calda esse índice de cobertura está de acordo com o trabalho de Carlesso Bariviera 2022 que ao avaliar o índice de cobertura na qualidade da pulverização com drone com vazão de 10 Lha1 utilizando adjuvante na calda obteve índice de 110 55 DENSIDADE DE GOTAS Para a densidade de gotas gotascm2 foi possível identificar um número médio de 642 gotascm2 apresentando um mínimo de 062 gotascm2 e um máximo de 4309 gotascm2 Tabela 7 Contudo não apresentou diferença estatística significativa em relação às alturas e a velocidades de voo 31 Tabela 7 Densidade de gotas gotascm2 nas diferentes alturas e velocidades de deslocamento do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 1525 118 2901 1392 9125 60 383 072 862 421 10974 80 344 118 795 391 11365 45 40 433 095 891 411 9498 60 556 150 1139 517 9303 80 366 152 783 361 9857 60 40 1709 204 4309 2261 13228 60 278 131 550 236 8462 80 183 062 407 194 10562 Geral 642 062 4309 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Segundo a Associação Nacional de Defesa Vegetal ANDEF a densidade de gotas recomendada para aplicação de defensivos agrícolas deve ser maior que 20 gotascm2 variando conforme a Figura 13 Os drones utilizam baixo volume de calda nesse experimento 10 Lha1 e consequentemente a concentração de produto ativo é maior necessitando fazer uma recomendação especifica para pulverizações com drones Se levarmos em consideração a Figura 10 podemos afirmar que apenas as amostras A5 A6 e A7 obtiveram número de gotascm2 superior a 20 ambas correspondente ao voo de 30 m de altura a uma velocidade de 40 ms1 tendo uma faixa de aproximadamente 50 m Outro fator que deve ser observado é o fato da sobreposição de aplicação o que pode aumentar o número de gotas em determinado lugar Se consideramos o transpasse de aplicação podemos ver que as amostras que obtiveram um número maior que 10 gotascm2 A8 A14 A15 A23 A24 A 31 A32 A40 A41 A50 podem duplicar o seu número de gotas através do transpasse Neste trabalho utilizouse adjuvante na calda o que pode ter diminuído a densidade de gotascm2 pois o mesmo ocorreu com o trabalho de Carlesso e Bariviera 2022 que ao avaliar a densidade de gotas na qualidade de aplicação da pulverização com drone o tratamento que utilizou o adjuvante obteve densidade em torno de 90 menor que o tratamento sem o uso de adjuvante 32 Figura 13 Tamanho e número de gotascm2 para cada defensivo agrícola Adaptado de ANDEF Fonte ANDEF 2004 33 56 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 10 DV 01 Para o DV 01 Tabela 8 na comparação das médias de velocidade para cada altura a analise demonstrou que houve diferença significativa para o DV 01 indicando que quanto maior a altura maior será o DV 01 Tabela 9 Isso reforça a ideia da influência do deslocamento de ar gerado pela rotação das hélices na aplicação de defensivos e insumos agrícolas Pois no momento do voo a velocidade do vento era nula a umidade relativa estava adequada e quanto mais alto o voo maior é o DV 01 demonstrando que as gotas com diâmetros menores que atingiram o alvo em altitude mais baixas sofreram deriva Tabela 8 Variação do DV 01 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 8065 7257 8613 714 886 60 8681 8344 9353 583 671 80 10309 8563 11621 1574 1527 45 40 9989 9489 10877 771 772 60 10259 9433 10781 723 705 80 11349 9042 14580 2883 2540 60 40 10514 9232 11463 1152 1096 60 10659 9780 12345 1461 1371 80 11189 9531 12205 1448 1294 Geral 10113 7257 14580 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 9 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável DV 01 µm nas diferentes velocidades de deslocamento para cada altura de voo do drone Velocidade ms1 Altura de voo m 30 45 60 40 8065 9989 10514 60 8681 10259 10659 80 10309 11349 11189 Média 9018 a 10532 a b 10787 b DMS 1717 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 34 57 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 50 DV 05 OU DMV O DMV Tabela 10 na comparação das diferentes alturas para velocidade de 4 ms1 a analise demonstrou que houve diferença significativa indicando que para esta velocidade quanto maior a altura maior será o DMV Tabela 11 Tabela 10 Variação do DV 05 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 15118 12132 16915 2603 1722 60 18811 17550 20335 1411 750 80 20022 15155 23196 4280 2138 45 40 18536 16378 20080 1926 1039 60 20525 19105 21822 1362 664 80 18326 15069 21164 3069 1675 60 40 21492 19802 22895 1566 729 60 18757 16492 20884 2199 1173 80 20506 17133 22730 2970 1449 Geral 19121 12132 23196 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 11 Comparação do DMV µm nas diferentes alturas na velocidade 4 ms1 de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 40 15118a 45 40 18536 a b 60 40 21492 b DMS 5801 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 58 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 90 DV 09 Para o DV 09Tabela 12 a análise estatística não apresentou diferença significativa em relação às alturas e velocidades de voo 35 Tabela 12 Variação do DV 09 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 32558 27430 38363 5498 1689 60 34943 31912 37816 2955 846 80 38350 35158 42589 3825 997 45 40 35827 34579 37829 1752 489 60 39601 32046 48528 8326 2102 80 34241 24300 53467 16653 4864 60 40 35834 32685 37845 2762 771 60 34568 33401 35958 1293 374 80 33389 22889 40636 9310 2788 Geral 35479 22889 48528 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 59 DIFICULDADES NO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO A maior dificuldade para implantação do projeto é referente ao custo pois contamos com poucos recursos Um drone para pulverização agrícola igual ao utilizado custa mais de R 18000000 cada cartão hidrossensível custa em média R 400 e os aparelhos para analisar os cartões são aproximadamente R 600000 Sendo assim o projeto só foi possível devido a empresas parceiras que forneceram o drone para o desenvolvimento do experimento Apesar do Grupo Timber fornecer um piloto habilitado e com alto grau de conhecimento tivemos dificuldade no alinhamento do drone em cima do eixo principal o que demandou grande parte do tempo para começar a execução do experimento Através disto demonstrou que o equipamento deve ser manuseado por pessoas habilitadas e que apesar de ser um equipamento autônomo e de fácil operação exige um nível de conhecimento e dedicação na nova tecnologia o que não é diferente de outras tecnologias Na grande maioria das vezes quem manuseia o equipamento é o próprio produtor que adquiriu o mesmo mas obteve apenas poucas horas de treinamento Ou ainda ele mesmo importou direto e nem se quer obteve algum treinamento Devido à complexidade dessa nova tecnologia se não obtiver um total controle e conhecimento do seu manuseio podese provocar grandes problemas gerando riscos ao meio ambiente e às lavouras vizinhas Pois pode ocorrer deriva na aplicação causando problemas de fitotoxidade levando ao desinteresse no uso 36 bem como riscos de indenizações Diante disso se fazem necessários mais trabalho futuros para avaliar a deriva de produtos condições ambientais ideias para aplicação e que não podese utilizar o equipamento tipos de produtos mais indicados com alta concentração entre outros temas Para a interpretação do papel hidrossensível primeiramente foi utilizado o software GOTAS que é um software livre desenvolvido pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA Porém foi necessário fazer um tratamento das imagens do cartão hidrossensível para o software as interpretar Em cada imagem foi necessário a aplicação de um filtro do próprio Windows software Fotos aplicando o filtro Ardósia com o aprimore sua foto na posição 13 e a intensidade do filtro em 100 conforme apresentado na Figura 14 Após o tratamento das imagens dos cartões o software GOTAS apresentou melhor desempenho na identificação do número de gotas densidade de gotas e volume aplicado por hectare Contudo o GOTAS não permite que alteramos o tamanho do cartão o que gerou um erro referente ao percentual de cobertura e densidade de gotas Com isso precisamos procurar outro software livre para analisar os cartões foi então que chegamos no DropLeaf que permite alterar o tamanho cartão e entrega os resultados mais coerentes Figura 14 Cartão hidrossensível antes e depois do tratamento de imagem Fonte Autor 2023 Antes Depois 37 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS A pulverização com drone demonstrou diferenças significativas para índice de área de cobertura sendo que o melhor resultado foi encontrado para a altura de aplicação de 30 metros e velocidade de deslocamento de 40ms1 A altura de voo influenciou os resultados do Diâmetro volumétrico 01 DV 01 sendo que quanto maior a altura de voo maior seu valor Já para o Diâmetro volumétrico 05 DMV apenas na velocidade de deslocamento de 40 ms1 a altura influenciou apresentando maior DMV para maior altura 6 metros As demais variáveis não apresentaram diferenças significativas em relação as alturas e velocidades de voo do drone de pulverização avaliadas 38 REFERÊNCIAS ALBERGONI L PELAEZ V Da Revolução Verde à agrobiotecnologia ruptura ou continuidade de paradigmasRevista de Economia v 33 n 1 ano 31 p 3153 janjun 2007 Editora UFPR ANDEFassociação Nacional de Defesa Vegetal Manual de tecnologia de aplicação de produtos fitossanitários v 52 n 101029 2004 Disponível em httpwwwlpvesalquspbrsitesdefaultfilesLeitura20 20Manual20Tecnologia20de20Aplicacaopdf Acessoem 01072023 BRANDOLI B SPADON G ESAU T HENNESSY P CARVALHO A C P L AMERYAHIA S RODRIGUES JR J F DropLeaf A precision farming smartphone tool for realtime quantification of pesticide application coverage Computers and Electronics in Agriculture Volume 180 105906 January 2021 httpdoiorg101016jcompag2020105906 CARLESSO J A BARIVIERA R Avaliação da qualidade de pulverização com drones utilizando diferentes vazões velocidades e faixa de aplicação São Miguel do Oeste 2022 Trabalho de Conclusão de Curso Engenheiro Agrônomo Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Campus De São Miguel Do Oeste CASTANHO R B TEIXEIRA M E S A evolução da agricultura no mundoBrazilian Geographical Journal Geosciences and Humanities research medium Ituiutaba v 8 n 1 p 136146 janjun 2017 Página 137 CASTILHO M R ROCHA G S WEBBER W JACOMASSO KATER USO DE DRONES EM PULVERIZAÇÃO AGRÍCOLA ANAIS da XI Mostra científica FACEM Sorriso MT Fev 2023 ISBN 9786500640014 CATUREGLI L CORNIGLIA M GAETANI M GROSSI N MAGNI S MIGLIAZZI M Unmanned Aerial Vehicle to Estimate Nitrogen Status of Turfgrasses PLoS ONEn 11 v 6 2016 CHAIM ALDEMIR CAMARGO NETO J GATTAZ N C VISOLI M C Gotas programa de análise de deposição de agrotóxicos manual de utilização EMPRAPA 2000 Disponível em httpswwwcnpmaembrapabrdownsitegotasManualGotasV2pdf Acesso em 01 jul 2023 ENDERLE B Commercial applications of uavs in japanese agriculture In 1st UAV Conference Portsmouth Virginia 2002 ESPERIDIÃO T L SANTOS T C AMARANTE M S Agricultura 40 Software de Gerenciamento de ProduçãoPesquisa e Açãov 5 n 4 2019 FERREIRA D F Sisvar a computer analysis system to fixed effects split plot type designs Revista Brasileira de Biometria Sl v 37 n 4 p 529535 dec 2019 GIONES F BREM A From toys to tools The coevolution of technological and entrepreneurial developments in the drone industry Business Horizons 60 875 884 2017 39 GONÇALVES Vinícius Parlangeli CAVICHIOLI Fábio Alexandre Estudo das funcionalidades dos drones na agriculturaRev Da Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga S l p 11 2021 HUANG H DENG J LAN Y YANG A DENG X ZHANG L A A fully convolutional network for weed mapping of unmanned aerial vehicle UAV imagery PLoS ONEv 13 n 4 2018 INSTITUTO AGRIS PESQUISA E CONSULTORIA AGRÍCOLA Perdas da soja por amassamento 2002 Disponível em httpsinstitutoagriscombrperdadasoja poramassamentotextNesse20potencial20de20rendimento2C20em 520sacos20de20soja2Fha Acesso em 01 jul 2023 ITARCAprenda sobre o uso de drones na agriculturaDisponível em httpsitarcorgusodedronesnaagricultura Acesso em 01 jun 2023 JACTO 2022 Blog Jacto GPS em máquinas agrícolas por que usar Disponível em httpsblogjactocombrgpsemmaquinasagricolasporqueusar Acesso em 02 jun 2023 LOPES M A Sistema de Inteligência Estratégica para a Agropecuária Brasileira 2013 Disponível em httpswww2camaralegbra camaraestruturaadmaltosestudospdfapresentacaomauriciolopes2areuniao cedes Acesso em 01 mai 2016 MAINARDI LC Viabilidade de utilização de técnicas de agricultura de precisão na lavoura orizícola Santa Maria UFSM 2015 MAZOYER M ROUDART L História das agriculturas no mundo do neolítico à crise contemporânea Tradução de Cláudia F FalluhBalduino Ferreira São Paulo UNESP 2010 OLIVEIRA Altacis Junior de et al Potencialidades da utilização de drones na agricultura de precisão Braz J ofDevelop v 5 n 2 2020 PEGORARI Indústria A importância e o avanço da tecnologia na agriculturaDisponível em httpswwwpegoraricombragricolaaimportanciaeo avancodatecnologianaagricultura Acessoem 01 jun 2023 PEÑA J M SÁNCHEZ JT CASTRO AI KELLY M LÓPEZGRANADOS F Weed Mapping in EarlySeason Maize Fields Using ObjectBased Analysis of Unmanned Aerial Vehicle UAV Images PLoS ONEv 8 n 10 2013 PRIMICERIO J DI GENNARO S F FIORILLO E GENESIO L LUGATO E MATESE A VACCARI F P A Flexible unmanned aerial vehicle for precision agriculture Precision Agriculture v 2 n 42012 QIN WC QIU BJ XUE X Y CHEN C XU ZF ZHOU QQ Droplet deposition and control effect of insecticides sprayed with an unmanned aerial vehicle against plant hoppers CropProtection v 85 p 7988 2016 RABELLO L M BERNARDI A C C INAMASU R Y Condutividade elétrica aparente do solo In Bernardi ACC Naime JM Resende AV Bassoi LH Inamasu RY Agricultura de precisão resultados de um novo olhar Brasília Embrapa 2014 SILVA Adriano Pereira da Uso de drone na agricultura 40 VILHENA Faculdade da Amazônia FAMA 2020 40 TECNOFILTROS Tabela Delta T Disponível em httpsmateriaistecnofiltrosindbrtabeladeltat Acesso em 01 jul 2023 TIMBER Disponível em httpswwwgrupotimbercombrtimbersmart solutionsdronev402021 Acesso em 02 jul 2023 TSCHIEDEL M FERREIRA M F Introdução à agricultura de precisão Conceitos e vantagens Ciência Rural v 32 n 1 2002 XIONGKUI H BONDS J HERBST A LANGENAKENS J Recent development of unmanned aerial vehicle for plant protection in east asia International Journal of Agricultural and Biological Engineering v 10 n 3 p 1830 2017 ZHANG C KOVACS J M The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture A review PrecisionAgriculture v 13 p 693712 2012
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UEMG
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO RIO GRANDE DO SUL UNIDADE EM CACHOEIRA DO SUL RS CURSO SUPERIOR DE BACHARELADO EM AGRONOMIA VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO CACHOEIRA DO SUL RS 2023 VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para obtenção de título de Bacharel em Agronomia na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Orientador Prof Dr Alberto E Knies CACHOEIRA DO SUL RS 2023 Catalogação de Publicação na Fonte Ficha catalográfica elaborada pela bibliotecária Nídila Alonso Guimarães CRB 101903 T124a Tafernaberri Junior Vilmar Avaliação da pulverização com drone em diferentes alturas e velocidades de voo Vilmar Tafernaberri Junior Cachoeira do Sul 2023 40 f il Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies Trabalho de Conclusão de Curso Graduação Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Bacharelado em Agronomia Unidade em Cachoeira do Sul 2023 1 VANTs 2 Drones 3 Pulverização agrícola4 Tecnologias na agricultura I Knies Alberto Eduardo II Título VILMAR TAFERNABERRI JUNIOR AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito parcial para obtenção de título de Bacharel em Agronomia na Universidade Estadual do Rio Grande do Sul Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies Aprovada em 14 07 2023 BANCA EXAMINADORA Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies UERGS Unidade em Cachoeira do Sul Prof Dr Benjamin Dias Osório Filho UERGS Unidade em Cachoeira do Sul Prof Dr Eduardo Leonel Bottega UFSM Campus Cachoeira do Sul AVALIAÇÃO DA PULVERIZAÇÃO COM DRONE EM DIFERENTES ALTURAS E VELOCIDADES DE VOO Estudante Vilmar Tafernaberri Junior Orientador Prof Dr Alberto Eduardo Knies RESUMO O uso de drones para pulverização agrícola tem despertado interesse tanto nos profissionais técnicos quanto nos produtores rurais sendo uma opção para competir com os pulverizadores agrícolas terrestres e a aviação agrícola Diante disso o objetivo geral deste trabalho é avaliar o desempenho da pulverização com um drone em diferentes alturas e velocidades de voo Foram realizadas avaliações à campo na Estação Agronômica Uergs localizada em Cachoeira do Sul RS do desempenho da pulverização de drone voando em três alturas 30 45 e 60 m e três velocidades 40 60 e 80 ms1 em uma faixa de aplicação de 10 m Para avaliar o desempenho da pulverização foram utilizados cartões hidrossensíveis a partir dos quais com auxílio do Software DropLeaf foram avaliados o número de gotas que atingiram o alvo diâmetro médio das gotas índice de área de cobertura IAC densidade de gotas número de gotas por cm² diâmetro volumétrico 10 DV 01 diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV e o diâmetro volumétrico 90 DV 09 Os resultados indicaram maior IAC para a altura de 30 metros e velocidade de 40 ms1 Os maiores valores de DV 01 foram obtidos na maior a altura de voo e para o DMV apenas na velocidade de deslocamento de 40 ms1 a altura influenciou com melhores resultados também na maior altura Assim ressalta se a importância de conhecer os parâmetros do desempenho na pulverização com drones para que tenhamos uma aplicação segura com mínimos impactos ao meio ambiente e que atinja o alvo com eficiência Palavraschave VANTs drone pulverização agrícola tecnologias EVALUATION OF SPRAYING WITH DRONE AT DIFFERENT FLIGHT HEIGHTS AND SPEEDS Student Vilmar Tafernaberri Junior Advisor Prof Dr Alberto Eduardo Knies ABSTRACT The use of drones for agricultural spraying has aroused interest both in technical professionals and in rural producers being an option to compete with terrestrial agricultural sprayers and agricultural aviation Therefore the general objective of this work is to evaluate the performance of spraying with a drone at different heights and flight speeds Field evaluations were carried out at the Uergs Agronomic Station located in Cachoeira do Sul RS of the performance of spraying from a drone flying at three heights 30 45 and 60 m and three speeds 40 60 and 80 ms1 in an application range of 10 m To evaluate the spraying performance hydrosensitive cards were used from which with the help of the DropLeaf Software the number of drops that reached the target average diameter of the drops coverage area index IAC drop density number of drops per cm² volumetric diameter 10 DV 01 volumetric diameter 50 DV 05 or DMV and volumetric diameter 90 DV 09 The results indicated a higher IAC for the height of 30 meters and velocity of 40 ms1 The highest values of DV 01 were obtained at the highest flight height and for the DMV only at the displacement speed of 40 ms1 did the height influence with better results also at the highest height Thus it is important to know the performance parameters in spraying with drones so that we have a safe application with minimal impacts on the environment and that reaches the target efficiently Keywords UAVs drones agricultural spraying technologies SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 7 2 REFERENCIAL TEÓRICO 10 21 EVOLUÇÃO DA AGRICULTURA 10 22 O USO DE DRONES NA AGRICULTURA 12 23 USO DE DRONES PARA PULVERIZAÇÃO AGRÍOLA 14 3 OBJETIVOS 16 31 OBJETIVO GERAL 16 32 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 16 4 MATERIAL E MÉTODOS 17 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 26 51 CONDIÇÕES CLIMÁTICAS NO MOMENTO DA APLICAÇÃO 26 52 NÚMERO DE GOTAS QUE ATINGIRAM O ALVO 27 53 DIÂMETRO MÉDIO DAS GOTAS 27 54 ÍNDICE DE ÁREA DE COBERTURA IAC 28 55 DENSIDADE DE GOTAS 30 56 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 10 DV 01 33 57 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 50 DV 05 OU DMV 34 58 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 90 DV 09 34 59 DIFICULDADES NO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO 35 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 37 REFERÊNCIAS 38 7 1 INTRODUÇÃO Um marco na evolução humana foi o desenvolvimento da agricultura que surgiu quando os homens deixaram de ser nômades fixandose em determinado lugar resultando em uma nova forma de obtenção de alimentos que não fossem apenas fornecidos espontaneamente pela natureza Com isso o homem começa a produzir seu próprio alimento plantando sementes na terra cultivado alimentos e criando animais por esta razão iniciase o sistema de cultivos de alimentos MAZOYER ROUDART 2010 A revolução verde foi um grande salto na evolução agrícola pois apresentou um conjunto de inovações tecnológicas no campo da agricultura como fertilizantes agrotóxicos seleção de sementes entre outras melhorias Estas inovações permitiram um expressivo aumento na produção de alimentos porem gerou uma série de impactos ambientais os quais limitariam novamente o sistema de cultivo até então adotado Este cenário exigiu o desenvolvimento de novas tecnologias visando mitigar os impactos ambientais e aumentar a produção agrícola garantindo a segurança alimentar e a sustentabilidade ambiental Haja visto que a necessidade de produzir alimentos acompanha o crescimento populacional demandando investimentos em estudos e pesquisas objetivando o uso mais racional dos meios de produção Com isso a preocupação com o meio ambiente e o aumento da produção exige uma constate evolução nos processos produtivos Nas últimas décadas a produção de alimentos e fibras tem sido drasticamente transformada pelos avanços da ciência sendo cada vez mais intenso o uso de novas tecnologia na agricultura No Brasil e no mundo se fez necessário o aprofundamento nos conhecimentos de inovações que revolucionaram a agricultura como o melhoramento genético mecanização plantio direto defensivos agrícolas entre outras Na contribuição da produção de alimentos sustentável é de suma importância a introdução de ferramentas tecnológicas incorporadas ao campo como por exemplo a biotecnologia a agricultura de precisão e a agricultura digital Entre as inovações no campo está o uso de aeronaves remotamente pilotadas Remotely Piloted Aircraft System RPAS os populares VANT e DRONE sendo que aproximadamente 25 do faturamento mundial desses equipamentos provém do agronegócio Os VANTs possuem diversas funções como por exemplo 8 sistema de segurança em locais com maior incidência do roubo de gado ITARC 2023 distribuição de sementes e fertilizantes distribuição de produtos químicos e biológicos aerolevantamento multifinalitário sensoriamento remoto etc Para garantir a segurança alimentar para a população necessitase de novas tecnologias buscando uma produção mais rentável e eficiente As plantações modernas e as operações agrícolas são realizadas de maneiras muito diferentes quando comparadas às praticadas há algumas décadas atrás A utilização de drones tem se tornado uma alternativa viável para a agricultura sendo a implantação tecnológica mais recente no setor devido a capacidade de coletar dados e gerenciar diversos processos em tempo real otimizando o tempo e a tomada de decisões Na topografia o uso do drone já é consolidado pois através dos mesmos podese fazer mapas de Modelos Digitais de Terrenos MDT eou Modelos Digitais de Superfícies MDS com altíssima precisão utilizando câmeras aerofotogrametria ou com a utilização de sensores de refletância que emitem pulsos de luzes como o sensor Lidar Light Detection and RangingNa agricultura o uso de câmera multiespectral instalada em VANT auxilia o agricultor oferecendo uma visão geral da lavoura permitindoo avaliar a sanidade das plantas entre outros parâmetros Essas câmeras são capazes de mensurar diferentes comprimentos de ondas eletromagnéticas como luz visível infravermelha ultravioleta raioX ou qualquer outra faixa do espectro e com a ajuda de softwares específicos podem gerar mapas que identificam os locais com maior ou menor taxa fotossintética Outra inovação na agricultura é o uso de drone na pulverização de defensivos agrícolas otimizando o tempo e diminuindo perdas na lavoura pois permitem que o produtor aplique em áreas que não se pode entrar com mecanização ou aviação convencional devido ao relevo tamanho da área ou proximidades de residências Outo fator a considerar é que esses equipamentos não provocam amassamento das plantas que em algumas culturas podem gerar um prejuízo de 2 a 5 da produção INSTITUTO AGRIS 2022 O uso dos drones destacase pela boa manobrabilidade não exigindo pista para aterrisagem e decolagem baixo peso baixo custo de operação podendo pulverizar em altitude baixa e em terreno acidentado oferece menor risco de intoxicação ao operador e evitam compactação do solo e danos na cultura como 9 esmagamento Porém no Brasil existe poucos estudos relacionados a utilização de drone na pulverização de defensivos e insumos agrícolas demandando muitos conhecimentos técnicos e científicos para utilizar as novas tecnologias de forma adequada A UERGS através do Curso de Agronomia da Unidade de Cachoeira do Sul tem se preocupado com futuros trabalhos relacionados com essas tecnologias buscando o interesse dos alunos e fazendo parcerias com empresas privadas Uma das empresas privadas parceira da UERGS é o Grupo Timber que é especializado em promover a competitividade em operações florestais construção civil mineração e movimentação de materiais desde 2002 Além desses ramos de atividade o Grupo Timber é a representante oficial da marca XAG no Brasil que é a maior fabricante de veículos autônomos com aplicação à agricultura e silvicultura incluindo drones de pulverização agrícola e veículos terrestres 10 2 REFERENCIAL TEÓRICO 21 EVOLUÇÃO DA AGRICULTURA Com o hábito de achar o alimento e depois plantar os humanos deixaram de serem nômades e começaram há estabelecer uma moradia fixa em determinado lugar formando núcleos pequenos grupos que foram evoluindo para tribos aldeias vilas cidades até se tornarem grandes centros CASTANHO TEIXEIRA 2017 Segundo Castanho Teixeira 2017 através deste processo simples começaram a produzir seus próprios alimentos não somente para seu próprio consumo mas também para fornecer a esses núcleos Para satisfazer a necessidade do homem a agricultura obrigouse a evoluir e desde então vem desenvolvendo novas técnicas e metodologias para o cultivo de alimentos Com o passar dos anos a produção agrícola necessitou novas técnicas para aumentar a oferta de alimentos e garantir a segurança alimentar para a população Em 1960 a Revolução Verde implicou na criação e no desenvolvimento de novas atividades de produção de insumos químicos mecânicos e biológicos ligados à agricultura que resultou em um novo modelo tecnológico de produção agrícola ALBERGONI PELAEZ 2007 Contudo na década de 1980 com a diminuição do ritmo de inovações esse modelo tecnológico passou a apresentar limites de crescimento e demonstrar impactos ambientais advindos do uso intensivo desses insumos em especial dos agrotóxicos Desde então surgiu a necessidade de novas técnicas para superar esses limites como a biotecnologia baseada na utilização da engenharia genética que proporcionou os organismos geneticamente modificados apresentando maior resistência a determinados agrotóxicos ou até mesmo que substituem o seu uso ALBERGONI PELAEZ 2007 De acordo com Lopes 2013 em 2050 o cenário global previsto é crítico pois a população atingirá nove bilhões de habitantes aumentando a necessidades de alimentos no mundo crescendo a escassez dos recursos da terra e água gerando eventos extremos como as mudanças climáticas Com isso a agricultura mundial sofre forte pressão para garantir a segurança alimentar utilizar e fornecer energia limpa de forma sustentável 11 Para se obter um aumento da produção agrícola tornandoa mais rentável e eficiente é fundamental o uso de novas tecnologias Através destas os produtores podem aplicar insumos agrícolas de forma mais racional e econômica gerando menos prejuízos ao meio ambiente e ocasionando menos esforço uma vez que podem utilizar processos mais inteligentes e automatizados PEGORARI 2023 Existem tecnologias específicas disponíveis para cada situação desde o melhoramento genético GPS em inglês global positioning system agricultura de precisão AP utilização de aplicativos que monitoram plantações remotamente agricultura digital entre outras Sendo que uma das tecnologias mais recente é a utilização de drones na agricultura tanto para identificação de taxa fotossintética da lavoura que permite o produtor conferir a sanidade das plantas quanto a aplicação de insumo como pulverização de líquidos e sólidos PEGORARI 2023 Na AP considera que cada área deve ser manejada de forma diferente pois trata a área de forma heterogênea considerando que existe variação espacial e temporal de nutrientes tipos de solo ataques de pragas e doenças no cultivo fazendo o gerenciamento de campos produtivos metro a metro visando informações agrícolas exatas e precisas TSCHIEDEL FERREIRA 2002 As plantações modernas e as operações agrícolas são realizadas de maneiras muito diferentes quando comparadas às praticadas algumas décadas atrás No Brasil um tema muito atual é a agricultura de precisão pois vêm ganhando espaço frente à agricultura tradicional visto que essas tecnologias possibilitam alternativas que ajude a obter uma maior produtividade e gerando maior rentabilidade otimizando o custo de produção OLIVEIRA et al 2020 Com o passar dos anos novas tecnologias vêm se consolidando nas atividades agrícolas como tratores guiados por GPS piloto automático semeadoras e colhedoras com monitoramento de aplicação ou colheita implementos com aplicação de defensivos ou adubo com taxa variável com sistemas de dados integrados permitindo que o produtor acompanhe em tempo real através de aplicativos remotos via smartphone computadores ou tablets JACTO 2022 A agricultura vêm evoluindo com o passar dos anos marcando cada fase como Agricultura 10 que utilizava a tração animal para desenvolvimento das atividades no campo Agricultura 20 que substituiu a tração animal pelo motor a combustão ocasionando o desenvolvimento de máquinas agrícolas Agricultura 30 com o desenvolvimento do sistema GPS Agricultura 40 a mais recente 12 incorporação da conectividade e automação utilizando máquinas veículos veículos aéreos não tripulados VANTsdrones robôs e animais com sensores sendo cada vez mais utilizado esse termo nos últimos anosESPERIDIÃO et al 2019 22 O USO DE DRONES NA AGRICULTURA Remotely Piloted Aircraft RPA é o termo técnico para Veiculo Aéreo Não Tripulado VANT sendo aeronaves remotamente pilotadas com elevado grau de automação e são utilizadas para fins comerciais experimentais e institucionais O termo Drone é um sinônimo de VANT foi empregado devido ao fato que algumas aeronaves quando estão voando emitem um som parecido com enxame de abelhas ou um zangão dando origem ao emprego do termo para estas aeronaves O uso dos RPAS primeiramente foi para fins militares nos EUA sendo mencionados pela primeira vez em 1900 aumentando a importância destas máquinas em operações militares e conflitos armados Figura 1 GIONES BREM 2017 Figura 1 Linha do tempo de usos militares e civis dos RPAS Fonte Giones Brem 2017 A utilização de drones tem se tornado uma alternativa viável para a agricultura pois esta tecnologia é capaz de coletar processar analisar e transmitir informações das lavouras em tempo real colaborando com o monitoramento da produção e ambiental MAINARDI 2015 Segundo Gonçalves e Cavichioli 2021 os drones se tornaram essenciais na agricultura destacandose devido a possibilidade de manter o controle da plantação monitorar propriedades entre outras atividades de forma remota eou em tempo real A utilização de drones na agricultura é a implantação tecnológica mais recente no setor Devido a capacidade de coletar dados em diversos processos em 13 tempo real otimizando o tempo de tomada de decisões Com isso solucionando problemas na produção como identificação de pragas aplicação de defensivos e corretivos reduzindo perdas e aumentando a performance da produção SILVA 2020 O sensoriamento remoto é uma ferramenta tecnológica muito importante na AP As plataformas mais comuns para sensoriamento remoto incluem satélites aviões balões e helicópteros Sensores ópticos são instalados nestas plataformas e as informações derivadas das imagens destes sensores oferecem diversas aplicações por exemplo a biomassa índice de área foliar doenças estresse hídrico entre outras informações gerando dados em alta resolução espacial ZHANG KOVACS 2012 Os sensores proximais que são capazes de realizar medições por sensores ativos de refletância do dossel por câmeras multiespectrais acopladas em drones A leitura desses sensores é feita através da sincronização com os sensores de posicionamento que atualizam as coordenadas O número total de observações por área varia em função da velocidade de operação RABELLO et al 2014 As imagens capturadas por pequenos RPAS é alternativa mais viável para o produtor quando comparadas com as imagens de alta resolução capturadas por satélites e outras plataformas pois estas possuem um alto custo de aquisição Outro fator importante é que os RPAS possuem baixo custo de operação com alta resolução espacial e temporal Resultando em vários estudos de imagens capturadas nos últimos anos para aplicação na AP ZHANG KOVACS 2012 Caturegli et al 2016 comparando a refletância espectral de imagens feitas por RPA de três gramados demostrou que essas maquinas são excelentes ferramentas para capturar imagens aéreas em tempo real podendo otimizar o gerenciamento dos gramados Uma vez que foi possível formular um mapa com a resposta da planta a diferentes concentrações de aplicação de nitrogênio Segundo Primicerio et al 2012 as imagens multiespectrais capturadas por RPA VIPtero na determinação do potencial enológico em vinhedos demonstraram a heterogeneidade de cada vinhedo analisado Huang et al 2018 utilizando imagens de alta resolução capturadas através de RPA na comparação de diferentes métodos de avaliação de plantas daninhas da cultura do arroz obtiveram mapeamento preciso das plantas daninhas com maior 14 eficiência porem menciona há necessidade de uma grande quantidade de imagens de alta resolução Para projetar tratamentos de controle de ervas daninhas o uso de imagens remotas capturadas por veículos aéreos não tripulados tem um grande potencial desde a préemergência até a pósemergência da cultura o que não era possível anteriormente com imagens aéreas ou de satélite convencionais PEÑA et al 2013 Segundo os mesmos autores a estimativa da cobertura de plantas daninhas na cultura do milho a partir da análise dessas imagens apresentou resultados satisfatórios Através destas informações é possível otimizar o uso de herbicidas dosando adequadamente aos níveis de infestações 23 USO DE DRONES PARA PULVERIZAÇÃO AGRÍOLA Apesar de inicialmente ser uma tecnologia voltada ao setor de defesa em 1991 o Japão começou a operar remotamente helicópteros e na década passada já utilizava mais de 2000 VANTs em aplicações no setor agrícola Buscando obter uma agricultura mais eficiente e melhor levando a evolução dessas maquinas e a um aumento da automação para substituir o trabalho puramente manual ENDERLE 2002 Até 2016 no trabalho de controle de pragas e doenças nos campos de arroz trigo milho algodão e cana a China já possuía mais de 200 fabricantes de RPA e mais de 169 tipos de VANTs para aplicação química no mercado XIONGKUI et al 2017 O uso de drones para pulverização agrícola está em constante crescimento devido as grandes evoluções dos equipamentos e do crescimento no mercado do agronegócio tendo grandes impactos benéficos e ajudando dia a dia do produtor no campo Essa tecnologia desperta interesse tanto nos profissionais técnicos quanto nos produtores rurais sendo uma opção para competir com os pulverizadores agrícolas autopropelidos e a aviação agrícola convencional CASTILHO et al 2023 No Brasil assim como a Rússia Austrália Canadá e EUA a aviação agrícola é bem desenvolvida pois possuem grande áreas agricultáveis que permitem o uso da aviação convencional Em contrapartida no Japão Coréia e China onde a topografia do terreno é mais acidentada a utilização da aviação agrícola é inviável Com isso o uso de RPAS são de suma importância uma vez que além de capturar imagens de alta resolução são utilizados para pulverização aérea QIN et al 2016 15 Essa tecnologia também mostra ser uma solução para pequenas e médias propriedades com relevos mais acidentados aqui no Brasil Segundo Qin et al 2016 a pulverização com a utilização de RPAS possuem algumas vantagens quando comparado a aviação convencional pois possuem boa manobrabilidade não exigindo pista para aterrisagem e decolagem tem baixo peso baixo custo de operação podendo pulverizar em altitude baixa e em terreno acidentado Na comparação com aplicações terrestres oferecem menor risco de intoxicação ao operador e evitam compactação do solo e danos na cultura como esmagamento Existem diversos drones no mercado para pulverização agrícola entre eles está o V40 da marca XAG que tem sido uma ótima opção para os produtores rurais devido a sua alta tecnologia com um custo acessível Segundo o fabricante o V40 possui precisão de aplicação centimétrica com auxílio de Real Time Kinematic RTK Sonar para leitura do terreno e radar frontal de detecção de obstáculos A faixa de aplicação varia de 5 a 10 metros com capacidade de carga para 16 litros líquidos e 25 litros para sólidos sua bateria tem autonomia de 12 minutos mas o carregamento é ultrarrápido também de 12 minutos imerso em tanque com água As pontas de pulverização são rotativas com ajuste de tamanho de gotas pelo smartphone durante o voo podendo variar de 60 a 400 micras Este equipamento possui proteção IP67 contra poeira e umidade e sua eficiência de aplicação é de 6 hah1 em condições desfavoráveis a 17 hah1 em condições favoráveis sendo um drone de totalmente autônomo e de fácil operação TIMBER 2023 Porém no Brasil existe poucos estudos relacionados a utilização de drone na pulverização de defensivos e insumos agrícolas demandando muitos conhecimentos técnicos e científicos para utilizar as novas tecnologias de forma adequada É de grande importância tanto para a produção agrícola quanto para o meio ambiente que otimizamos ao máximo o uso dessas tecnologias sendo necessário alto investimento em pesquisa tanto da parte acadêmica quanto de empresas privadas 16 3 OBJETIVOS 31 OBJETIVO GERAL O objetivo geral deste trabalho é avaliar o desempenho da pulverização com um drone em diferentes alturas e velocidades de voo 32 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Avaliar o número de gotas diâmetro médio das gotas µm índice de área de cobertura e densidade de gotas gotascm² a partir da pulverização com um drone voando em diferentes alturas e velocidades Estimar o diâmetro volumétrico 10 Dv 01 µm diâmetro volumétrico 50 Dv 05 ou DMV µm e diâmetro volumétrico 90 Dv 09 µm a partir da pulverização de um drone em diferentes alturas e velocidades de deslocamento Determinar qual a altura e velocidade de deslocamento do drone que resultam em melhor desempenho na aplicação 17 4 MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho foi desenvolvido na Estação Agronômica da Universidade Estadual do Rio Grande do Sul UERGS da Unidade em Cachoeira do Sul RS localizada no distrito de Três Vendas interior do município latitude 29530604S e longitude 53003276O Figura 2 Figura 2 Local de realização do experimento Fonte Google Earth adaptado pelo autor 2023 Para pulverização foi utilizado um drone bi motor da marca XAG modelo V40 Figura 3 com capacidade de carga de 16 litros para líquidos e 25 litros para sólidos equipado com sistemas de pontas rotativas Figura 4 com ajuste do tamanho da gota por smartphone 60400 µm Para todos os voos foram ajustado um volume de calda para pulverização de 10 Lha1 composto por água e adjuvante na concentração de 4 ml por litro com o tamanho da gota de 110 µm Figura 5 Foram realizados voos com três alturas diferentes em relação ao solo sendo elas 30 m 45 m e 60 m em cada altura realizou três velocidades de voos 4 6 e 8 18 ms1 parâmetros estes configurados no aplicativo XAG One que permite configurar a altura e velocidade do voo entre outros parâmetros Figura 6 Foi avaliado apenas uma faixa de aplicação largura de 10 metros para as diferentes alturas e velocidades Figura 3 Drone da marca XAG modelo V40 utilizado no experimento Fonte Autor 2023 Figura 4 Ponta de pulverização rotativa Fonte Autor 2023 19 Figura 5 Tela do aplicativo de operação de voo do drone mostrando a configuração do volume de pulverização e tamanho da gota Fonte Autor 2023 20 Figura 6 Imagens da tela do aplicativo XAG One indicando a configuração do voo do drone Fonte Autor 2023 21 Para simular uma situação real de aplicação e não ocasionar danos ao meio ambiente e riscos de intoxicação utilizouse somente água e um adjuvante comercial na calda de pulverização A adição do adjuvante é recomendada para proporcionar maior densidade para as gotas e mitigar os efeitos de deriva Para analisar o desempenho da aplicação utilizouse papéis sensíveis a água marca WSPAPER com tamanho de 26 x 76 mm Figura 7 Esses papéis hidrossensíveis são cartões amarelos com uma camada de azul de bromofenol que se torna azul quando em contato com líquidos Assim permitindo identificar o volume pulverizado a quantidade e o tamanho das gotas depositadas sobre o papel entre outras características Figura 7 Papel hidrossensível marca WSPAPER Fonte Autor 2023 Os cartões hidrossensíveis foram instalados em estacas de madeira a uma altura de 07 m do solo Figura 8 na tentativa de imitar o dossel das plantas Implantouse os mesmos em linha sendo um central no eixo e os demais a uma distância de 2 m 3 m 4 m e 5 m para ambos os lados do eixo central Figura 9 Sendo demonstrada a nomenclatura e localização de cada amostra na tabela 1 22 Figura 8 Papel hidrossensível instalado a uma altura de 07 m do solo Fonte Autor 2023 Figura 9 Posição das estacas com papel hidrossensível e composição das repetições utilizadas na avaliação da faixa de pulverização para cada altura de voo e velocidade de deslocamento do drone Fonte Autor 2023 23 Tabela 1 Localização das amostras na linha altura de voo e velocidade de deslocamento do voo Altura de voo m Velocidade ms1 Localização das amostras E5 E4 E3 E2 C D2 D3 D4 D5 30 40 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 60 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 80 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 45 40 A28 A29 A30 A31 A32 A33 A34 A35 A36 60 A37 A38 A39 A40 A41 A42 A43 A44 A45 80 A46 A47 A48 A49 A50 A51 A52 A53 A54 60 40 A55 A56 A57 A58 A59 A60 A61 A62 A63 60 A64 A65 A66 A67 A68 A69 A70 A71 A72 80 A73 A74 A75 A76 A77 A78 A79 A80 A81 Onde C Eixo E2 esquerda a 2m do eixo E3 esquerda a 3m do eixo E4 esquerda a 4m do eixo E5 esquerda a 5m do eixo D2 direita a 2m do eixo D3 direita a 3m do eixo D4 direita a 4m do eixo D5 direita a 5m do eixo An Amostra n Fonte Autor 2023 Para verificar as condições meteorológicas no momento da aplicação foram mensuradas a temperatura do ar T velocidade do vento VVe umidade relativa do ar UR com a ajuda de um termohigroanemômetro digital No momento da aplicação a temperatura era de 181 C a velocidade do vento era nula e a umidade relativa do ar era de 67 Figura 10 Figura 10 Termohigroanemômetro utilizado para verificar as condições meteorológicas no momento da realização do experimento Fonte Autor 2023 24 Em cada voo do drone nas diferentes alturas e velocidades avaliadas foram colocados os papéis hidrossensíveis a partir dos quais foram avaliados o número de gotas que atingiram o alvo diâmetro médio das gotas índice de área de cobertura IAC densidade de gotas número de gotas por cm² diâmetro volumétrico 10 DV 01 diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV e o diâmetro volumétrico 90 DV 09 O número de gotas que atingiram o alvo referese ao número total de gotas encontrado em toda a superfície da amostra Sendo uma informação é importante para a confiabilidade dos resultados pois quanto maior o número de gotas da amostra mais confiável é o resultado da análise CHAIM 2000 O diâmetro médio das gotas é a média dos diâmetros de gotas que atingiram a amostra indica a média do tamanho das gotas O tamanho da gota é classificado e categorizado de acordo com um padrão internacional permitindo que comparações sejam feitas entre diferentes tipos de pontas de pulverização e muito importante na escolha de quais tipo de defensivos agrícolas a ser utilizado CHAIM 2000 O índice de área de cobertura IAC significa a porcentagem de área coberta pela mancha das gotas em relação a área total da amostra O IAC ajuda na escolha do produto a ser utilizado para um controle mais eficiente como por exemplo a utilização de defensivos de contato deve possuir um IAC maior que os sistêmicos que se transloca dentro da planta CHAIM 2000 A densidade de gotas representa quantas gotas atingiram uma área equivalente a um centímetro quadrado Sendo um parâmetro internacionalmente indicado para a calibração da pulverização pois os fabricantes de defensivos agrícolas indicam a densidade de gotas para o controle de determinada praga Um exemplo é para o controle de plantas espontâneas com utilização de herbicida pré emergente sistêmico a densidade de gotas é de 20 a 30 gotascm² já para utilização de herbicida préemergente de contato a densidade de gotas é de 30 a 40 gotascm² CHAIM 2000 O diâmetro volumétrico 10 DV 01 m representa a distribuição dos diâmetros das gotas de maneira tal que os diâmetros menores que DV 01 compõem 10 do volume total de líquido da amostra O diâmetro volumétrico 50 DV 05 ou DMV é o diâmetro de gota tal que 50 do volume do líquido pulverizado é constituído de gotas de tamanho maior ou menor que esse valor também conhecido 25 como diâmetro mediano volumétrico DMV O DMV é muito importante para a calibração da deposição pois expressa o padrão de diâmetro de gotas que atingiu a amostra O diâmetro volumétrico 90 DV 09 representa a distribuição dos diâmetros das gotas de maneira tal que os diâmetros menores que Dv 09 compõem 90 do volume total de líquido da amostra amplitude relativa CHAIM 2000 Todos os papéis hidrosensíveis foram fotografados com câmera em boa qualidade e analisados pelo Software DropLeaf BRANDOLI et al2021 conforme apresentado na Figura11 O DropLeaf é um software livre para smartphone desenvolvido pela Universidade de São Paulo USP sendo uma ferramenta de sistema de análise de deposição de agrotóxicos O delineamento experimental adotado foi o fatorial 3x3 com três repetições Os fatores de variação foram compostos pelas três alturas de voo e pelas três velocidades de deslocamento do drone As médias dos parâmetros de pulverização estudados foram comparadas aplicandose o teste de Tukey em nível de 5 de probabilidade de erro p 0 05 A análise estatística foi realizada no software Sisvar versão 56 FERREIRA 2019 Figura 11 Exemplo de uma amostra analisada pelo Software DropLeaf Fonte Autor 2023 26 5 RESULTADOS E DISCUSSÃO 51 CONDIÇÕES CLIMÁTICAS NO MOMENTO DA APLICAÇÃO Antes de realizar aplicação de defensivos agrícolas é de suma importância a avaliação das condições climáticas Pois se a mesma não estiver favorável principalmente temperatura umidade relativa do ar vento radiação umidade do solo a aplicação pode gerar um grande prejuízo devido à deriva que pode atingir lavoura de terceiros e o responsávelproprietário arcar com os custos do prejuízo Outro fator que deve ser levado em conta é a velocidade do vento que também pode ocasionar deriva umidade relativa do ar e temperatura esses últimos podem fazer com que as gotas se evaporem antes de chegar ao alvo As condições climáticas no momento dos voos de aplicação eram muito boas estando de acordo com a tabela do Delta T Figura 12 estando dentro da faixa verde o que significa melhores condições de aplicação A tabela do delta T faz uma avaliação de aplicação analisando as condições de umidade relativa com a temperatura C com a classificação verde condições ótimas amarela condições arriscadas e vermelha condição não indicada para aplicação No momento do experimento a temperatura estava em 181 C umidade relativa de 67 e velocidade do vento nula Figura 12 Tabela Delta T para tomada de decisão para aplicações de agrotóxicos Fonte Tecnofiltros 2023 27 52 NÚMERO DE GOTAS QUE ATINGIRAM O ALVO Avaliando o número de gotas que atingiram os catões hidrossensíveis foi possível identificar uma grande variação entre as amostras com média geral de 9707 gotas número mínimo de 1233 gotas e máximo de 57333 gotas Tabela 2 Outro fator importante observado foi o coeficiente de variação CV que aumentou independente da altura de voo com o aumento da velocidade de deslocamento do drone Indicando que o aumento da velocidade de deslocamento aumenta a variabilidade dos dados em relação à média Demonstrando uma influência do deslocamento de ar provocado pela rotação das hélices do drone Contudo não apresentou diferença estatística significativa em relação à altura e a velocidade de voo Tabela 2 Número de gotas que atingiram os cartões hidrossensíveis nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 30144 2333 57333 27505 9124 60 7578 1433 17033 8310 10967 80 6789 2333 15700 7717 11367 45 40 8556 1867 17600 8127 9499 60 10989 2967 22500 10223 9303 80 7233 3000 15467 7131 9859 60 40 6956 4033 12133 4496 6465 60 5500 2600 10867 4653 8459 80 3622 1233 8033 3825 10559 Geral 9707 1233 57333 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 53 DIÂMETRO MÉDIO DAS GOTAS Avaliando o diâmetro médio das gotas identificouse média geral do diâmetro das gotas foi de tamanho médio 21110 µm A Associação Nacional de Defesa Vegetal ANDEF classifica as gotas como grandes quando seu diâmetro é maior que 400 µm gotas médias variando entre 200 a 400µm e gotas pequenas menores que 200 µm RAMOS 2004 Diante dessa classificação as aplicações obtiveram variações entre gotas do tamanho pequeno a médio Tabela 3 indicando a utilização de defensivos agrícola como inseticida de contato herbicida de contato 28 pósemergente e fungicida sistêmico Figura 13 Mas não apresentaram diferença estatística significativa em relação às alturas e velocidades de voo A velocidade de deslocamento do drone de 6 m s1 na altura de 3 m apresentou aplicações mais uniformes quanto ao tamanho das gotas CV 238 Porem a média do tamanho das gosta foi de 19525 considerada gotas de tamanho pequeno de acordo com a ANDEF Para defensivos agrícolas que permitem esse tamanho de gotas o voo mais indicado seria nessa configuração pois a 3 m de altura o drone tem menos risco de danos em uma eventual queda e a velocidade de 6 m s1 confere uma maior capacidade operacional devido a rápida velocidade Tabela 3 Diâmetro médio das gotas que atingiram os cartões hidrossensíveis µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 20797 14129 26817 6369 3062 60 19525 19106 20025 465 238 80 21560 17970 24098 3196 1483 45 40 20230 18294 21607 1726 853 60 22810 20120 25691 2790 1223 80 21806 15140 25514 5785 2653 60 40 22628 19740 24569 2550 1127 60 19832 18633 20827 1111 560 80 20800 16151 23438 4039 1942 Geral 21110 14129 26817 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 54 ÍNDICE DE ÁREA DE COBERTURA IAC Analisando o índice de área de cobertura IAC identificouse um percentual médio de 864 com um mínimo de 003 e máximo de 6519 Tabela 4 A pesar do voo na altura de 3 m com velocidade de 4 m s1 apresentar maior desuniformidade para o índice de área de cobertura que os voos a 6 m de altura com velocidades de 4 e 6 m s1 é o mais indicado pois apresenta maior média de índice de área de cobertura Quando comparamos a velocidade do voo na altura de 3 metros do solo houve uma diferença significativa Tabela 5 indicando que quanto menor a velocidade maior percentual de área de cobertura foi atingido Outro fator que apresentou diferença significativa foi quando comparamos as diferentes alturas 29 referente a velocidade do voo de 4 ms1 Tabela 6 demonstrando que para esta velocidade quanto menor a altura maior será o IAC Tabela 4 Índice de área de cobertura IAC das gotas de pulverização nas diferentes alturas e velocidades de deslocamento do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 4322 006 6519 3738 8649 60 034 006 078 039 11212 80 1084 010 3220 1858 17142 45 40 039 043 008 088 10893 60 1113 016 3288 1884 16932 80 1097 009 3265 1877 17105 60 40 042 024 075 029 6727 60 024 012 047 020 8379 80 020 003 047 024 12397 Geral 864 003 6519 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 5 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável IAC para voo a 30 m de altura nas diferentes velocidades de deslocamento estudadas Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 60 034 a 80 1084 a b 40 4322 b DMS 3440 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 Tabela 6 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável IAC nas diferentes alturas para a velocidade de deslocamento de 4 ms1 Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 40 4322 b 45 40 039 a 60 40 042 a DMS 3440 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 Analisando o conjunto de dados nas amostras individuais verificouse que A5 A6 A7 A8 A41e A50 Tabela 1 obtiveram cobertura superior a 95 e nas amostras A14 A23 A32 e A40 o índice de cobertura variou de 133 a 163 tendo para as demais amostras um índice inferior a 1 O índice de cobertura está 30 diretamente relacionado ao volume de aplicação fator de espalhamento de gotas área foliar e diâmetro da gota A amostra A5 estava localizado no eixo do voo com altura de 30 m com velocidade de 40 ms1 a A6 A7 e A8 pertenceram a mesma condição de voo que a A5 porem suas localizações estavam à direita do eixo isso pode ter ocorrido devido a um deslocamento a direita do equipamento em relação ao eixo Essa condição de voo foi a única que apresentou mais de uma amostra com índice de cobertura superior a 95 indicando que para esta variável a menor altura e menor velocidade do voo garantiu uma maior cobertura Contudo na prática implica menor rendimento por hectare sendo necessário maior tempo de voo na aplicação de defensivos o que pode inviabilizar a aplicação em grandes lavouras Outras amostras que obtiveram índice de cobertura superior a 95 foi a A41 e A50 localizadas no eixo do voo de 45 m de altura com velocidades de 6 e 8 ms1 respectivamente Como estavam no eixo demostra a importância do transpasse da ponta de aplicação pois o eixo recebe gotas tanto da ponta esquerda quanto da ponta direita isso também ocorre no transpasse entre as faixas de aplicação A localização das amostras que tiveram uma variação de 133 a 163 no índice de cobertura também foi no eixo dos voos com altura de 3 m e velocidades de 6 e 8 ms1 e altura de 45 m com velocidade de 4 ms1 com exceção da A40 que estava localizada a esquerda do eixo do voo de 45 m de altura com velocidades de 6 ms1 Como foi utilizado adjuvante na calda esse índice de cobertura está de acordo com o trabalho de Carlesso Bariviera 2022 que ao avaliar o índice de cobertura na qualidade da pulverização com drone com vazão de 10 Lha1 utilizando adjuvante na calda obteve índice de 110 55 DENSIDADE DE GOTAS Para a densidade de gotas gotascm2 foi possível identificar um número médio de 642 gotascm2 apresentando um mínimo de 062 gotascm2 e um máximo de 4309 gotascm2 Tabela 7 Contudo não apresentou diferença estatística significativa em relação às alturas e a velocidades de voo 31 Tabela 7 Densidade de gotas gotascm2 nas diferentes alturas e velocidades de deslocamento do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 1525 118 2901 1392 9125 60 383 072 862 421 10974 80 344 118 795 391 11365 45 40 433 095 891 411 9498 60 556 150 1139 517 9303 80 366 152 783 361 9857 60 40 1709 204 4309 2261 13228 60 278 131 550 236 8462 80 183 062 407 194 10562 Geral 642 062 4309 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Segundo a Associação Nacional de Defesa Vegetal ANDEF a densidade de gotas recomendada para aplicação de defensivos agrícolas deve ser maior que 20 gotascm2 variando conforme a Figura 13 Os drones utilizam baixo volume de calda nesse experimento 10 Lha1 e consequentemente a concentração de produto ativo é maior necessitando fazer uma recomendação especifica para pulverizações com drones Se levarmos em consideração a Figura 10 podemos afirmar que apenas as amostras A5 A6 e A7 obtiveram número de gotascm2 superior a 20 ambas correspondente ao voo de 30 m de altura a uma velocidade de 40 ms1 tendo uma faixa de aproximadamente 50 m Outro fator que deve ser observado é o fato da sobreposição de aplicação o que pode aumentar o número de gotas em determinado lugar Se consideramos o transpasse de aplicação podemos ver que as amostras que obtiveram um número maior que 10 gotascm2 A8 A14 A15 A23 A24 A 31 A32 A40 A41 A50 podem duplicar o seu número de gotas através do transpasse Neste trabalho utilizouse adjuvante na calda o que pode ter diminuído a densidade de gotascm2 pois o mesmo ocorreu com o trabalho de Carlesso e Bariviera 2022 que ao avaliar a densidade de gotas na qualidade de aplicação da pulverização com drone o tratamento que utilizou o adjuvante obteve densidade em torno de 90 menor que o tratamento sem o uso de adjuvante 32 Figura 13 Tamanho e número de gotascm2 para cada defensivo agrícola Adaptado de ANDEF Fonte ANDEF 2004 33 56 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 10 DV 01 Para o DV 01 Tabela 8 na comparação das médias de velocidade para cada altura a analise demonstrou que houve diferença significativa para o DV 01 indicando que quanto maior a altura maior será o DV 01 Tabela 9 Isso reforça a ideia da influência do deslocamento de ar gerado pela rotação das hélices na aplicação de defensivos e insumos agrícolas Pois no momento do voo a velocidade do vento era nula a umidade relativa estava adequada e quanto mais alto o voo maior é o DV 01 demonstrando que as gotas com diâmetros menores que atingiram o alvo em altitude mais baixas sofreram deriva Tabela 8 Variação do DV 01 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 8065 7257 8613 714 886 60 8681 8344 9353 583 671 80 10309 8563 11621 1574 1527 45 40 9989 9489 10877 771 772 60 10259 9433 10781 723 705 80 11349 9042 14580 2883 2540 60 40 10514 9232 11463 1152 1096 60 10659 9780 12345 1461 1371 80 11189 9531 12205 1448 1294 Geral 10113 7257 14580 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 9 Resultado do teste de médias de Tukey para a variável DV 01 µm nas diferentes velocidades de deslocamento para cada altura de voo do drone Velocidade ms1 Altura de voo m 30 45 60 40 8065 9989 10514 60 8681 10259 10659 80 10309 11349 11189 Média 9018 a 10532 a b 10787 b DMS 1717 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 34 57 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 50 DV 05 OU DMV O DMV Tabela 10 na comparação das diferentes alturas para velocidade de 4 ms1 a analise demonstrou que houve diferença significativa indicando que para esta velocidade quanto maior a altura maior será o DMV Tabela 11 Tabela 10 Variação do DV 05 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 15118 12132 16915 2603 1722 60 18811 17550 20335 1411 750 80 20022 15155 23196 4280 2138 45 40 18536 16378 20080 1926 1039 60 20525 19105 21822 1362 664 80 18326 15069 21164 3069 1675 60 40 21492 19802 22895 1566 729 60 18757 16492 20884 2199 1173 80 20506 17133 22730 2970 1449 Geral 19121 12132 23196 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 Tabela 11 Comparação do DMV µm nas diferentes alturas na velocidade 4 ms1 de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média 30 40 15118a 45 40 18536 a b 60 40 21492 b DMS 5801 Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si de acordo com o teste de Tukey p 0 05 Fonte Autor 2023 58 DIÂMETRO VOLUMÉTRICO 90 DV 09 Para o DV 09Tabela 12 a análise estatística não apresentou diferença significativa em relação às alturas e velocidades de voo 35 Tabela 12 Variação do DV 09 µm nas diferentes alturas e velocidades de voo do drone Altura de voo m Velocidade ms1 Média Mínimo Máximo DP CV 30 40 32558 27430 38363 5498 1689 60 34943 31912 37816 2955 846 80 38350 35158 42589 3825 997 45 40 35827 34579 37829 1752 489 60 39601 32046 48528 8326 2102 80 34241 24300 53467 16653 4864 60 40 35834 32685 37845 2762 771 60 34568 33401 35958 1293 374 80 33389 22889 40636 9310 2788 Geral 35479 22889 48528 Onde DP desvio padrão CV coeficiente de variação Fonte Autor 2023 59 DIFICULDADES NO DESENVOLVIMENTO DO PROJETO A maior dificuldade para implantação do projeto é referente ao custo pois contamos com poucos recursos Um drone para pulverização agrícola igual ao utilizado custa mais de R 18000000 cada cartão hidrossensível custa em média R 400 e os aparelhos para analisar os cartões são aproximadamente R 600000 Sendo assim o projeto só foi possível devido a empresas parceiras que forneceram o drone para o desenvolvimento do experimento Apesar do Grupo Timber fornecer um piloto habilitado e com alto grau de conhecimento tivemos dificuldade no alinhamento do drone em cima do eixo principal o que demandou grande parte do tempo para começar a execução do experimento Através disto demonstrou que o equipamento deve ser manuseado por pessoas habilitadas e que apesar de ser um equipamento autônomo e de fácil operação exige um nível de conhecimento e dedicação na nova tecnologia o que não é diferente de outras tecnologias Na grande maioria das vezes quem manuseia o equipamento é o próprio produtor que adquiriu o mesmo mas obteve apenas poucas horas de treinamento Ou ainda ele mesmo importou direto e nem se quer obteve algum treinamento Devido à complexidade dessa nova tecnologia se não obtiver um total controle e conhecimento do seu manuseio podese provocar grandes problemas gerando riscos ao meio ambiente e às lavouras vizinhas Pois pode ocorrer deriva na aplicação causando problemas de fitotoxidade levando ao desinteresse no uso 36 bem como riscos de indenizações Diante disso se fazem necessários mais trabalho futuros para avaliar a deriva de produtos condições ambientais ideias para aplicação e que não podese utilizar o equipamento tipos de produtos mais indicados com alta concentração entre outros temas Para a interpretação do papel hidrossensível primeiramente foi utilizado o software GOTAS que é um software livre desenvolvido pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária EMBRAPA Porém foi necessário fazer um tratamento das imagens do cartão hidrossensível para o software as interpretar Em cada imagem foi necessário a aplicação de um filtro do próprio Windows software Fotos aplicando o filtro Ardósia com o aprimore sua foto na posição 13 e a intensidade do filtro em 100 conforme apresentado na Figura 14 Após o tratamento das imagens dos cartões o software GOTAS apresentou melhor desempenho na identificação do número de gotas densidade de gotas e volume aplicado por hectare Contudo o GOTAS não permite que alteramos o tamanho do cartão o que gerou um erro referente ao percentual de cobertura e densidade de gotas Com isso precisamos procurar outro software livre para analisar os cartões foi então que chegamos no DropLeaf que permite alterar o tamanho cartão e entrega os resultados mais coerentes Figura 14 Cartão hidrossensível antes e depois do tratamento de imagem Fonte Autor 2023 Antes Depois 37 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS A pulverização com drone demonstrou diferenças significativas para índice de área de cobertura sendo que o melhor resultado foi encontrado para a altura de aplicação de 30 metros e velocidade de deslocamento de 40ms1 A altura de voo influenciou os resultados do Diâmetro volumétrico 01 DV 01 sendo que quanto maior a altura de voo maior seu valor Já para o Diâmetro volumétrico 05 DMV apenas na velocidade de deslocamento de 40 ms1 a altura influenciou apresentando maior DMV para maior altura 6 metros As demais variáveis não apresentaram diferenças significativas em relação as alturas e velocidades de voo do drone de pulverização avaliadas 38 REFERÊNCIAS ALBERGONI L PELAEZ V Da Revolução Verde à agrobiotecnologia ruptura ou continuidade de paradigmasRevista de Economia v 33 n 1 ano 31 p 3153 janjun 2007 Editora UFPR ANDEFassociação Nacional de Defesa Vegetal Manual de tecnologia de aplicação de produtos fitossanitários v 52 n 101029 2004 Disponível em httpwwwlpvesalquspbrsitesdefaultfilesLeitura20 20Manual20Tecnologia20de20Aplicacaopdf Acessoem 01072023 BRANDOLI B SPADON G ESAU T HENNESSY P CARVALHO A C P L AMERYAHIA S RODRIGUES JR J F DropLeaf A precision farming smartphone tool for realtime quantification of pesticide application coverage Computers and Electronics in Agriculture Volume 180 105906 January 2021 httpdoiorg101016jcompag2020105906 CARLESSO J A BARIVIERA R Avaliação da qualidade de pulverização com drones utilizando diferentes vazões velocidades e faixa de aplicação São Miguel do Oeste 2022 Trabalho de Conclusão de Curso Engenheiro Agrônomo Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Santa Catarina Campus De São Miguel Do Oeste CASTANHO R B TEIXEIRA M E S A evolução da agricultura no mundoBrazilian Geographical Journal Geosciences and Humanities research medium Ituiutaba v 8 n 1 p 136146 janjun 2017 Página 137 CASTILHO M R ROCHA G S WEBBER W JACOMASSO KATER USO DE DRONES EM PULVERIZAÇÃO AGRÍCOLA ANAIS da XI Mostra científica FACEM Sorriso MT Fev 2023 ISBN 9786500640014 CATUREGLI L CORNIGLIA M GAETANI M GROSSI N MAGNI S MIGLIAZZI M Unmanned Aerial Vehicle to Estimate Nitrogen Status of Turfgrasses PLoS ONEn 11 v 6 2016 CHAIM ALDEMIR CAMARGO NETO J GATTAZ N C VISOLI M C Gotas programa de análise de deposição de agrotóxicos manual de utilização EMPRAPA 2000 Disponível em httpswwwcnpmaembrapabrdownsitegotasManualGotasV2pdf Acesso em 01 jul 2023 ENDERLE B Commercial applications of uavs in japanese agriculture In 1st UAV Conference Portsmouth Virginia 2002 ESPERIDIÃO T L SANTOS T C AMARANTE M S Agricultura 40 Software de Gerenciamento de ProduçãoPesquisa e Açãov 5 n 4 2019 FERREIRA D F Sisvar a computer analysis system to fixed effects split plot type designs Revista Brasileira de Biometria Sl v 37 n 4 p 529535 dec 2019 GIONES F BREM A From toys to tools The coevolution of technological and entrepreneurial developments in the drone industry Business Horizons 60 875 884 2017 39 GONÇALVES Vinícius Parlangeli CAVICHIOLI Fábio Alexandre Estudo das funcionalidades dos drones na agriculturaRev Da Faculdade de Tecnologia de Taquaritinga S l p 11 2021 HUANG H DENG J LAN Y YANG A DENG X ZHANG L A A fully convolutional network for weed mapping of unmanned aerial vehicle UAV imagery PLoS ONEv 13 n 4 2018 INSTITUTO AGRIS PESQUISA E CONSULTORIA AGRÍCOLA Perdas da soja por amassamento 2002 Disponível em httpsinstitutoagriscombrperdadasoja poramassamentotextNesse20potencial20de20rendimento2C20em 520sacos20de20soja2Fha Acesso em 01 jul 2023 ITARCAprenda sobre o uso de drones na agriculturaDisponível em httpsitarcorgusodedronesnaagricultura Acesso em 01 jun 2023 JACTO 2022 Blog Jacto GPS em máquinas agrícolas por que usar Disponível em httpsblogjactocombrgpsemmaquinasagricolasporqueusar Acesso em 02 jun 2023 LOPES M A Sistema de Inteligência Estratégica para a Agropecuária Brasileira 2013 Disponível em httpswww2camaralegbra camaraestruturaadmaltosestudospdfapresentacaomauriciolopes2areuniao cedes Acesso em 01 mai 2016 MAINARDI LC Viabilidade de utilização de técnicas de agricultura de precisão na lavoura orizícola Santa Maria UFSM 2015 MAZOYER M ROUDART L História das agriculturas no mundo do neolítico à crise contemporânea Tradução de Cláudia F FalluhBalduino Ferreira São Paulo UNESP 2010 OLIVEIRA Altacis Junior de et al Potencialidades da utilização de drones na agricultura de precisão Braz J ofDevelop v 5 n 2 2020 PEGORARI Indústria A importância e o avanço da tecnologia na agriculturaDisponível em httpswwwpegoraricombragricolaaimportanciaeo avancodatecnologianaagricultura Acessoem 01 jun 2023 PEÑA J M SÁNCHEZ JT CASTRO AI KELLY M LÓPEZGRANADOS F Weed Mapping in EarlySeason Maize Fields Using ObjectBased Analysis of Unmanned Aerial Vehicle UAV Images PLoS ONEv 8 n 10 2013 PRIMICERIO J DI GENNARO S F FIORILLO E GENESIO L LUGATO E MATESE A VACCARI F P A Flexible unmanned aerial vehicle for precision agriculture Precision Agriculture v 2 n 42012 QIN WC QIU BJ XUE X Y CHEN C XU ZF ZHOU QQ Droplet deposition and control effect of insecticides sprayed with an unmanned aerial vehicle against plant hoppers CropProtection v 85 p 7988 2016 RABELLO L M BERNARDI A C C INAMASU R Y Condutividade elétrica aparente do solo In Bernardi ACC Naime JM Resende AV Bassoi LH Inamasu RY Agricultura de precisão resultados de um novo olhar Brasília Embrapa 2014 SILVA Adriano Pereira da Uso de drone na agricultura 40 VILHENA Faculdade da Amazônia FAMA 2020 40 TECNOFILTROS Tabela Delta T Disponível em httpsmateriaistecnofiltrosindbrtabeladeltat Acesso em 01 jul 2023 TIMBER Disponível em httpswwwgrupotimbercombrtimbersmart solutionsdronev402021 Acesso em 02 jul 2023 TSCHIEDEL M FERREIRA M F Introdução à agricultura de precisão Conceitos e vantagens Ciência Rural v 32 n 1 2002 XIONGKUI H BONDS J HERBST A LANGENAKENS J Recent development of unmanned aerial vehicle for plant protection in east asia International Journal of Agricultural and Biological Engineering v 10 n 3 p 1830 2017 ZHANG C KOVACS J M The application of small unmanned aerial systems for precision agriculture A review PrecisionAgriculture v 13 p 693712 2012