O piloto sumiu

No mercado, desde 2002 nos Estados Unidos, o piloto automático (Autopilot), desenvolvido pela Trimble, ainda é algo bastante novo na América Latina, mas aos poucos já começa a ser utilizado no Brasil. Por enquanto, provavelmente nenhum produtor brasileiro utilize o sistema, mas a partir do próximo mês, a Jacto estará disponibilizando ao mercado um pulverizado Uniport 2500 que proporcionará ao operador uma sensação que ele ainda não teve com máquinas agrícolas: trabalhar na cabine de um pulverizador sem colocar as mãos na direção.

É isso mesmo. O Autopilot é um sistema automático de navegação conectado no sistema hidráulico de direção da máquina. Com o equipamento, o pulverizador é guiado automaticamente, sem a ação do operador, para realizar uma pulverização com o mínimo de falhas ou sobreposições. O operador simplesmente aciona o sistema e permanece dentro da cabine do pulverizador para monitorar se a operação está sendo bem feita durante o dia e à noite, com passadas precisas.

No final das linhas, as manobras são feitas pelo operador. O Autopilot reassume o direcionamento ao entrar na próxima linha de aplicação. Como medida de segurança, em caso de o operador não realizar a manobra no final da linha, o Autopilot faz com que o pulverizador fique rodando em círculos ao sair da área tratada. É uma medida para evitar que, caso o operador esteja desatento, possa se acidentar.

Nos Estados Unidos, o Autopilot está sendo utilizado em tratores desde 2002, mas somente no final de 2003 foi desenvolvido para uso em pulverizadores. Simultaneamente, a Jacto trouxe este sistema para o Brasil, em parceria com a Santiago & Cintra, e está executando testes de campo, no Mato Grosso, desde setembro de 2003.

A vantagem deste sistema de navegação é minimizar o erro do operador. Na operação com as máquinas atualmente utilizadas, é possível haver erros por parte do operador, dentre os quais os mais freqüentes são: variações de velocidade durante a aplicação, variações indesejadas na altura de trabalho das barras e falhas no direcionamento do pulverizador na lavoura, ocasionando variações excessivas na faixa de pulverização.

Os controladores eletrônicos de pulverização garantem o volume de pulverização constante, independentemente das variações de velocidade. Por outro lado, os sensores ultra-sônicos das barras do pulverizador minimizam as variações de altura das barras, “copiando” as variações na topografia do terreno.

Com o uso de eletrônica para uma pulverização de alta qualidade e precisão, o Autopilot guiará automaticamente o equipamento no campo, minimizando os erros de direcionamento que ocasionariam falhas ou sobreposição na aplicação.

VANTAGENS DO AUTOPILOT

Embora o uso ainda se restrinja a tratores e pulverizadores, todas as operações agrícolas podem utilizar o Autopilot em seqüência para otimizar as tarefas. Por exemplo, plantar com alta precisão e depois fazer o cultivo e a pulverização seguindo o alinhamento do plantio. Dessa forma, o trator ou pulverizador não “pisará” na linha de soja, algodão, milho ou outra cultura instalada.

No caso de pulverização, é possível citar como vantagem o aumento de produtividade, já que o sistema possibilita trabalhar em velocidades maiores do que as realizadas com direção manual, resultando em maior área tratada no mesmo período. O alinhamento para aplicações subseqüentes com alta precisão também é outra vantagem, pois permite concentração maior do operador nos comandos específicos de aplicação.

ANDANDO SOZINHO NO BRASIL

Os testes para aplicação no Brasil foram conduzidos pelo pesquisador Fábio Henrique Rojo Baio, especialista em agricultura de precisão e doutorando pela Unesp/Botucatu, em outubro e novembro de 2003, na Fazenda Ponte de Pedra do Grupo A. Maggi, no município de Rondonópolis (MT).

O talhão, onde se realizou o experimento, estava com restos da cultura de milho. O procedimento utilizado foi traçar uma linha de referência (demarcada por estacas) e depois, cada um dos dois operadores deveria fazer passadas paralelas a esta linha, utilizando barra de luzes e o Autopilot. O teste foi feito com dois operadores a fim de se checar se há variação de resultados em função do nível de familiaridade de cada operador com os sistemas.

Após as passadas com o equipamento no campo, foram efetuadas 60 medições para cada tratamento (barra de luzes operador 01, barra de luzes operador 02, Autopilot operador 01 e Autopilot operador 02) para se checar os desvios em relação à faixa de aplicação desejada (24 m). As medições foram feitas do centro do rastro de uma roda até o centro do rastro da roda na outra passada. Os desvios (erros) foram obtidos pela diferença entre a faixa desejada (24 m) e a largura da faixa medida. Obtidos os desvios nas 240 medições, foi feita a análise estatística.

Na Figura 1 (veja no final do texto como visualizar este artigo, com fotos e tabelas, em PDF), pode ser observada a freqüência relativa acumulada dos desvios (%) para cada operador no ensaio com o sistema de direcionamento Autopilot. Nesta situação, verifica-se que 90% das observações dos desvios obtidos pelo operador 01 foram menores que 0,27 m, sendo que o maior desvio foi de 0,34 m. Já para o operador 02, 90 % das observações dos desvios foram menores que 0,24 m, sendo o maior desvio de 0,32 m. O erro médio entre todas as observações no ensaio com o sistema Autopilot foi de 0,13 m.

Observa-se na Figura 01 que os padrões de variação dos desvios obtidos nos tratamentos dos operadores 01 e 02 são muito semelhantes, mostrando a repetitividade dos dados obtidos no ensaio.

Na Figura 02, pode ser observada a freqüência relativa acumulada dos desvios (%) para cada operador no ensaio com a barra de luz Ag 110 EZ-Guide. Nesta situação, verifica-se que 90% das observações dos desvios obtidos pelo operador 01 foram menores que 0,62 m, sendo que o maior desvio foi de 0,74 m. Já para o operador 02, 90% das observações dos desvios foram menores que 0,32 m, sendo o maior desvio de 0,49 m. O erro médio entre todas as observações no ensaio com a barra de luz, Ag 110 EZ-Guide foi de 0,22 m.

Comparando-se as Figuras 01 e 02, pode-se verificar que a amplitude dos dados (menor erro em relação ao maior erro) obtida nas parcelas com o Autopilot foi menor do que aquela obtida nas parcelas com a barra de luz Ag 110 EZ-Guide, ou seja, o maior erro obtido com o sistema Autopilot (0,34 m) foi muito menor do que o maior erro obtido com a barra de luz Ag 110 EZ-Guide (0,74 m).

Em resumo, observou-se um erro médio de 13 cm para o Autopilot contra um erro médio de 22 cm para a barra de luzes. Outro fator importante foi que a diferença entre operadores no Autopilot, praticamente não existiu, enquanto com barra de luzes, houve grande diferença entre os resultados do operador 01 e operador 02, mostrando a importância de um bom operador para barra de luzes e a eliminação da possibilidade de o operador errar o alinhamento com o sistema Autopilot.

O experimento realizado mostrou que o sistema funciona bem, é extremamente simples de se utilizar (o que é fundamental para que tenha sucesso na agricultura brasilieira) e pode ser uma importante ferramenta do agricultor para a melhoria da qualidade de aplicação.

Para entender visualmente a diferença entre os dois sistemas, pode-se observar as imagens comparativas de gravações do trabalho realizado pelo pulverizador Uniport 2500, utilizando GPS com barra de luzes e depois o Autopilot. A área colorida representa os locais pulverizados. As áreas brancas entre as passadas mostram as falhas. É possível verificar claramente a diferença na qualidade entre cada sistema.

Após a medição da acurácia, efetuada na Fazenda Ponte de Pedra do Grupo A. Maggi, o Uniport efetuou dessecações em outras propriedades a fim de se checar a utilização prática do sistema. A aceitação por parte dos operadores foi excelente e é um indício de que o sistema realmente funciona, ajuda-os a executar melhor o seu trabalho e é extremamente simples de se operar, fator fundamental para implantação em condições brasileiras.

A Jacto já disponibiliza o Uniport 2500 com autopilot. Equipada com o sistema de direcionamento, custa em torno de 20% a mais do que o modelo convencional, que hoje está é comercializada por R$ 320 mil.

COMPONENTES DO AUTOPILOT

Resumidamente, o sistema é composto por cinco componentes:

Controlador de navegação: é o coração do sistema. Trata-se de um sofisticado equipamento com acelerômetro, giroscópio e muitos outros instrumentos, responsáveis pelo controle da direção do pulverizador.

Sensor de carga da direção: é o componente que detecta quando o operador efetua uma manobra na direção e desliga o piloto automático para que o operador assuma o comando manualmente.

Válvula de controle hidráulico: comandada pelo controlador de navegação, esta válvula aciona o sistema de direção do Uniport para colocá-lo no alinhamento previsto.

Sensor de posição da direção: este sensor, localizado no eixo dianteiro do Uniport, informa o controlador de navegação sobre as mudanças de direcionamento do equipamento.

Receptor GPS, Barra de Luzes e Teclado: os receptores GPS modelos AgGPS 110 ou AgGPS 114 da Trimble, já utilizados no campo como barra de luzes são os mesmos que serão utilizados pelo Autopilot. O receptor (ou antena) recebe os sinais dos satélites. O teclado informa a largura da barra de pulverização, início do tratamento ou pausa na aplicação. Neste sistema, a barra de luzes é utilizada simplesmente como um display com informações sobre os sinais de satélites, largura da barra e outras.

Apesar do sistema ter poucos componentes, a instalação tem que ser feita por um técnico especializado. O Autopilot requer complexas instalações elétricas e hidráulicas, meticulosa calibração e várias checagens antes de entrar em operação. O Autopilot não pode ser instalado em qualquer modelo de pulverizador automotriz como se fosse um equipamento opcional, pois necessita de um software próprio desenvolvido nos USA por técnicos da Trimble; as configurações são específicas para cada modelo de pulverizador.

DIFERENÇAS ENTRE O SISTEMA UTILIZADO NO BRASIL E NOS EUA

Osistema utilizado no Jacto é uma versão mais simples daquele que está sendo comercializado nos USA. Isto se deve a duas razões: facilitar a utilização para os nossos operadores e reduzir o custo de aquisição para viabilizar a tecnologia no Brasil.

O aparelho utilizado pelos agricultores nos USA (estima-se que já existam lá cerca de 500 equipamentos instalados) utiliza GPS de dupla freqüência (L1/L2) com correção através de bases fixas e sinais de rádio (chamado Autopilot RTK). No Brasil, deve-se utilizar o GPS de freqüência simples (L1) com correção por algoritmo. Os dois sistemas possuem três diferenças básicas:

Preço: a versão utilizada pela Jacto custa cerca de um terço da versão RTK.

Simplicidade: o Autopilot sem as bases fixas é muito mais simples de se utilizar. Não exige conhecimento para ajustar a base fixa, sinais de rádio etc. Basta ligar o equipamento e marcar a primeira linha. É inclusive mais fácil de operar que os atuais GPS com barra de luzes que estão sendo amplamente utilizados.

Precisão: o Autopilot utilizado no Uniport 2500 tem uma precisão (de acordo com o fabricante) de 15 a 25 cm. O Autopilot RTK tem uma precisão de 2,5 cm. Para operações como plantio é o mais recomendado. No caso de pulverização é suficiente uma acurácia de 15 cm.

As informações dos USA muitas vezes não são aplicáveis ao Brasil devido às diferenças de latitude, longitude, correção dos sinais etc. Dessa forma a Jacto, em parceria com a Santiago & Cintra, realizou testes de campo do sistema em condições brasileiras comparando o sistema Autopilot com o direcionamento com GPS em barra de luzes.

Fabio Henrique Rojo Baio,
Unesp - Botucatu

* Este artigo foi publicado na edição número 29 da revista Cultivar Máquinas, de abril de 2004.

* Confira este artigo, com fotos e tabelas, em formato PDF. Basta clicar no link abaixo:

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