O uso de drones na agricultura é uma aplicação recente da tecnologia, no entanto, a utilização de dispositivos semelhantes a eles é antiga: a história desses equipamentos contrasta uma concepção altamente tecnológica e bélica iniciada há mais de um século com a atual disseminação entre usuários civis para finalidades diversas, desde recreativas até a prestação de serviços profissionais.
Provavelmente o termo drone, em referência ao zumbido similar ao das abelhas masculinas (zangões), tenha sido impulsionado por esses últimos usuários. O mercado de drones expandiu-se em várias regiões do globo, cada qual explorando áreas de negócios variadas.
Empresas agrícolas têm abraçado o uso de drones a fim de otimizar a produtividade nas lavouras.
O uso de drones na agricultura despertou o interesse de grandes empresas, como as chinesas DJI e XAG e a japonesa Yamaha, entre outras. No Brasil, palco de uma sólida cadeia do agronegócio, empresas nacionais como Skydrones, XMobots e Horus, entre outras, apostaram firmemente na área ao empregar alta tecnologia no desenvolvimento de aeronaves comparáveis às melhores do mundo.
Nesse artigo, apresentaremos um breve panorama do uso de drones na agricultura, explicando os diferentes tipos de dispositivos utilizados e suas principais aplicações para a otimização das produções agrícolas.
Principais usos de drones na agricultura
São diversas as aplicações do uso de drones na agricultura. Em virtude do crescimento populacional e da grande demanda por alimentos, sobretudo nos países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, é cada vez mais necessário adotar medidas que apresentem soluções para o aumento da produtividade nas lavouras, e a agricultura digital tem apresentado respostas positivas para essa questão.
O uso de drones na agricultura possibilita que as plantações sejam monitoradas com mais precisão e que as possíveis ameaças aos produtos sejam rapidamente identificadas e contidas. Além disso, uma das principais aplicações dos aeromodelos nos cultivos agrícolas é a dispersão de defensivos a fim de evitar o aparecimento de pragas que prejudiquem as culturas.
Entre as principais aplicações dos drones na agricultura estão:
Levantamento topográfico
Levantamentos topográficos são demandados em diversos campos do conhecimento, como no planejamento paisagístico e na construção civil.
Na agricultura, esses dados são fundamentais para o correto manejo e conservação do solo, uma vez que, com o conhecimento do terreno como um todo, por meio de informações como altitude, declividade e índices associados, é possível a sistematização adequada da área, o plantio em nível e a elaboração de terraços, por exemplo.
Tradicionalmente, esses levantamentos topográficos são realizados por procedimentos clássicos, utilizando ferramentas como teodolito e estação total; mais recentemente, têm sido empregados também Sistemas de Navegação Global por Satélites (da sigla GNSS), aliados a técnicas de correção diferencial do sinal (DGNSS), o que permite atingir exatidões centimétricas e, até mesmo, milimétricas.
Contudo, a depender da exatidão mínima requerida nesses levantamentos clássicos, o trabalho de obtenção de informações no campo pode ser bastante dispendioso, limitando sua utilização e encarecendo o levantamento.
A fotogrametria pode auxiliar muito no levantamento topográfico. Tal técnica não é nova, pois seu início se deu antes mesmo do advento dos aviões, por meio de fotografias tiradas de balões. Porém, com os avanços recentes na tecnologia de sensoriamento remoto, ela vem sendo aperfeiçoada e está cada vez mais acessível.
Além da coleta de imagens por aviões, hoje essa técnica pode ser realizada por sensores embarcados em satélites e, no caso específico deste artigo, por RPAs.
Representação do modelo digital da superfície para levantamento topográfico (Imagem retirada do livro “Agricultura digital”, publicação da Editora Oficina de Textos. Todos os direitos reservados.)
Monitoramento de lavouras
Um dos focos mais importantes do uso de drones na agricultura atualmente, se não o principal, é o monitoramento das lavouras. Por meio de tal monitoramento espacializado, os agricultores podem otimizar o manejo agrícola no âmbito da agricultura de precisão.
Nesse sentido, é possível dividir as informações extraídas das imagens em três grandes grupos:
- avaliações fisiológicas, em que se busca inferir vigor e sanidade da cultura;
- avaliações biofísicas, em que se almeja obter medidas mais diretas da vegetação, como acúmulo de biomassa e altura do dossel;
- identificação de outros alvos biológicos, que tem como objetivo monitorar a presença de agentes que reduzem a produção agrícola (pragas), como insetos-praga e plantas daninhas.
É importante mencionar que a finalidade do levantamento de dados deve ser levada em conta para determinar o tipo de imagem (ou câmera) e de produto espectral que precisará ser gerado.
Logo, imagens RGB podem ser suficientes para o levantamento; muitas vezes a imagem multiespectral se faz necessária, principalmente pelas bandas situadas na região espectral do infravermelho; ainda, imagens hiperespectrais também podem ser requisitadas quando há alta complexidade e especificidade do fenômeno que se quer mapear.
Ademais, essas bandas podem ser usadas de modo individual, como o caso de certas regiões do infravermelho que são indicativas da presença de água nas folhas ou no solo; podem ser combinadas na forma de índices de vegetação, com o objetivo de destacar determinadas características dos alvos; ou, ainda, podem ser integradas como bandas individuais e índices de vegetação em modelos de predição por aprendizagem de máquina.
Entre os índices de vegetação, o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) é tradicionalmente o mais difundido, pois oferece bons resultados nas inferências agronômicas durante a fase inicial de desenvolvimento da maioria das culturas.
Contudo, muitas vezes o NDVI perde sensibilidade durante as fases mais avançadas de desenvolvimento, devido ao alto índice de área foliar e à relativa homogeneidade do dossel ao longo das lavouras.
Nesse caso, o principal problema está na banda do vermelho, pois sua reflectância atinge um patamar muito baixo em situações com alta cobertura de dossel, perdendo a capacidade de diferenciação do vigor da cultura, o que é conhecido como saturação.
Assim, muitas vezes prefere-se a utilização da banda do red-edge em substituição à banda do vermelho, resultando no índice de vegetação por diferença normalizada do vermelho limítrofe (NDRE).
Aplicação de produtos fitossanitários
O aumento da coleta de informações sobre a lavoura por meio das diferentes tecnologias associadas à agricultura digital tem permitido a identificação das necessidades de intervenção nas lavouras com maior qualidade, rapidez e exatidão.
Assim, além de auxiliar na coleta de dados, o uso de drones na agricultura pode executar intervenções localizadas no âmbito da agricultura de precisão.
Nesse sentido, a pulverização de defensivos agrícolas se sobressai, uma vez que os sistemas tradicionais de pulverização, seja manual, tratorizada ou aérea, nem sempre atendem às peculiaridades do sistema de produção.
Na Ásia, em especial na China, na Coreia do Sul e no Japão, há histórico de crescente desenvolvimento técnico-científico de pulverização com RPAs, fomentado por características locais como unidades produtoras de dimensões reduzidas, estabelecidas em áreas declivosas.
Atualmente, RPA pulverizadora é uma ferramenta muito útil em situações não abordadas, completa ou parcialmente, pelos equipamentos tradicionais. Decolagem vertical, habilidade para manobrar em pequeno espaço, operação automatizada e geolocalizada e acesso rápido a pontos de interesse (reboleiras) ou de difícil acesso, sem causar danos à cultura, são algumas das características interessantes que tornam RPAs adequadas à pulverização agrícola.
RPAs de decolagem vertical com motor único ou multirrotores são frequentemente empregadas a serviço da pulverização. Em sua maioria, são movidas a energia elétrica, entretanto existem equipamentos de maior porte e capacidade de carga com motores a combustão e no formato híbrido.
A capacidade de carga e a vazão de calda aplicada por uma RPA são um limitador para sua irrestrita aplicação em substituição aos tradicionais equipamentos pulverizadores. A capacidade de tanque de solução de RPAs pulverizadoras está usualmente entre 5,0 L e 20,0 L, mas há modelos de até 30,0 L.
Não parece haver uma limitação tecnológica para o desenvolvimento de RPAs com maiores capacidades, mas sim uma ponderação de fabricantes e desenvolvedores, pois legislações regionais mais rigorosas, como os documentos Part 107 e Part 137, da Federal Aviation Administration (FAA), e o RBAC-E nº 94/2017, além da esperada regulamentação do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) no Brasil, restringem a operação de RPAs em função da capacidade de carga e da obrigatória formação específica de operadores, assim como o manuseio de produtos químicos e biológicos.
O uso dos drones permite que a pulverização de defensivos nas lavouras seja mais precisa e eficaz.
Desse modo, as vazões de aplicação vêm sendo reduzidas em adequação às operações e aos cultivos, contribuindo para o aumento do rendimento da operação com RPAs.
RPAs pulverizadoras vêm sendo utilizadas, ainda que experimentalmente na maioria das situações, em cultivos variados, anuais ou perenes. Contudo, a eficiência dos tratamentos realizados com esse tipo de equipamento, nas mais diversas culturas, ainda gera dúvidas.
Outras aplicações
Além das aplicações já mencionadas, há pesquisas em andamento a respeito do uso de drones na agricultura, como:
- Distribuição de insumos como fertilizantes e sementes;
- Deposição de bioinsumos para a distribuição de inimigos naturais;
- Central de transferência de dados.
Agricultura digital aborda o uso de drones na agricultura
Organizado por Aluízio Borém, Domingos Sárvio M. Valente, Daniel Marçal de Queiroz e Francisco de Assis de Carvalho Pinto, Agricultura digital foi lançado Oficina de Textos. A obra, que chega à sua segunda edição em nova casa editorial, aborda em detalhes os principais aspectos sobre a utilização de drones na agricultura.
Além disso, o livro trata de sistemas inovadores de controle e automação de máquinas agrícolas, irrigação e bovinocultura digital, big data e machine learning aplicados à agricultura, e plataformas, aplicativos e softwares voltados para a otimização dos recursos no meio agrícola, entre outros assuntos de igual importância.
A obra ainda apresenta um estudo de caso real da aplicação dos recursos da agricultura digital na empresa SLC Agrícola em todos os passos: da implementação do projeto até os resultados.
Confira a degustação da obra clicando aqui.
Capa do livro “Agricultura digital – 2ª ed.”, publicado pela Editora Oficina de Textos
