Direção exata: benefícios da combinação entre o sistema de navegação por satélite e o piloto automático

Para um melhor manejo das culturas agrícolas, novas tecnologias têm sido desenvolvidas no campo com o auxílio da mecanização agrícola. Dentre elas, destaca-se a utilização de sistemas de navegação global por satélite (Sistema GNSS) aliados a sistemas de direcionamento automático de máquinas agrícolas.

O Sistema GNSS é composto por diferentes constelações de satélites, que têm como objetivo a navegação e o posicionamento de pontos sobre a superfície terrestre. Podemos citar como sistemas do GNSS, o Global Positioning System (GPS) dos EUA, o Global Navigation Satellite System (Glonass) da Rússia e o BeiDou Satellite Navigation System da China.

Essa combinação entre o sistema GNSS e os sistemas de direcionamento de máquinas agrícolas permite um maior controle das operações mecanizadas como tráfego, paralelismo e repetibilidade na semeadura, plantio e aplicação de insumos.

Caso haja a necessidade da repetibilidade das linhas de plantio, como no caso da cultura de cana-de-açúcar, o método de posicionamento relativo cinemático em tempo real - RTK (Real Time Kinematic) aliado ao piloto automático hidráulico seria a combinação mais indicada, devido à alta qualidade de posicionamento que atinge, na casa dos centímetros.

Porém, quando o manejo não exige qualidade de centímetros, pode-se utilizar métodos e equipamentos que proporcionam qualidade de decímetros, como o posicionamento diferencial (DGPS) em conjunto com piloto automático elétrico. Porém, é possível, também, combinar o piloto automático elétrico com a correção fornecida pelo sistema RTK, principalmente quando não é disponível uma correção DGPS em tempo real.

Nesse contexto, o Núcleo de Geomática e Agricultura de Precisão (NGAP), da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal (FCAV), da Unesp, conduziu um experimento para avaliar a qualidade do posicionamento proporcionada pelo sistema RTK aliado a um piloto automático elétrico, na operação de abertura de sulcos para fins de implantação de uma cultura perene.

O trabalho foi conduzido numa gleba de terras, localizada no interior do estado de São Paulo, durante a operação de sulcagem para fins de implantação de uma cultura perene. Nessa operação foi utilizado um sistema de navegação da marca John Deere, receptor GPS StarFire ITC e monitor GreenStar 2 1800 com sistema RTK de correção, aliado a um piloto automático elétrico, também marca John Deere.

Para a avaliação do paralelismo e do espaçamento da sulcagem, foram mapeados os sulcos de plantio com cerca de 200m de comprimento. Esse mapeamento foi realizado com uma estação total marca Topcon, modelo GTS701 com precisão angular de 2" e linear de 2mm + 2mm/km. Equipamento classificado como de alta precisão pela Norma de Execução de Levantamento Topográfico NBR 13.133. Foi utilizado o método das Irradiações para planimetria e o Nivelamento Trigonométrico para a altimetria.

Destaca-se que foram aplicadas as correções de curvatura e refração atmosférica para as medidas de distâncias. Para a correção da refração foram observadas medidas de temperatura e pressão durante a medição de distâncias. Para registro da temperatura e da pressão foi utilizado termômetro de mercúrio marca Labortherm-N, modelo Skalenwert 1k (resolução de 1º C) e barômetro marca Fischer (resolução de 1mbar).

O espaçamento de sulcagem adotado no momento da operação foi de 3,5m entre as linhas de plantio. Para cada entre linhas foram determinados o espaçamento médio e a respectiva precisão. Baseando-se no valor de referência, de 3,5m para o espaçamento, foi determinada a acurácia da sulcagem. Foi realizada análise de variância, comparando-se o espaçamento entre linhas dos sulcos amostrados. Como o trecho avaliado era aproximadamente retilíneo (orientação NE-SW), foi realizada uma análise de regressão linear para verificar se a operação de sulcagem manteve essa trajetória retilínea (Figura 1).

Figura 1 - Representação gráfica dos sulcos mapeados no experimento

Fonte: Rosalen e Deghaid (2013).

A Tabela 1 exibe os resultados da análise de regressão, os dados exibidos indicam que a trajetória da operação de sulcagem nas linhas de plantio manteve-se retilínea; pois, todos os coeficientes de correlação linear determinados estão próximos a um. Também, outro indicativo da qualidade da trajetória da sulcagem foi a precisão média para as retas ajustadas igual a (0,09 +/- 0,02) m, isto é, houve um desvio da trajetória em torno de 9cm.

Tabela 1 - Resultados da análise de regressão para os sulcos de plantio mapeados

Linhas de plantio

Coeficiente de correlação linear

1

0,9999973

2

0,9999987

3

0,9999982

5

0,9999977

6

0,9999989

7

0,9999992

8

0,9999913

9

0,9999983

10

0,9999992

11

0,9999976

Média

0,9999978

Fonte: Rosalen e Deghaid (2013).

A Tabela 2 exibe os resultados do espaçamento médio obtido para cada uma das entre linhas de plantio. Destaca-se que não foi detectada diferença significativa (P < 0,05) entre os valores de espaçamento para cada entre linha, indicando que o paralelismo foi mantido.

Tabela 2 - Resultados do espaçamento médio entre as linhas de plantio para os sulcos mapeados

Entre linha de plantio

Média (m)1

Desvio padrão (m)

1

3,59

0,02

2

3,58

0,02

3

3,48

0,02

5

3,59

0,05

6

3,46

0,03

7

3,53

0,04

8

3,54

0,04

9

3,52

0,02

10

3,55

0,05

11

3,43

0,02

Média

3,53

0,02

Fonte: Rosalen e Deghaid (2013).

Também, na Tabela 2, observa-se que o espaçamento médio encontrado para as entre linhas dos sulcos mapeados foi de (3,53 +/- 0,02) m, indicando uma acurácia de 3cm, considerando o valor de referência de 3,5m. Dessa forma, foi obtida uma acurácia na ordem de centímetros, conforme é esperado para a correção RTK.

Os resultados encontrados no experimento indicaram que a operação de sulcagem, no tocante à navegação da máquina agrícola, obteve um desempenho adequado, visto que o paralelismo foi mantido entre cada sulco e o espaçamento desejado foi alcançado, com erro residual na ordem de centímetros.

Este artigo foi publicado na edição 135 da revista Cultivar Máquinas. Clique aqui para ler a edição.

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David Luciano Rosalen