Agricultura _Um Novo Olhar_2

7/24/2019 Agricultura _Um Novo Olhar_2

1/5

2

ORGANIZAO DA REDE | 41

Mapeamento da condutividade eltricado solo sistema prottipoLadislau Marcelino Rabello1*, Ricardo Y. Inamasu2*,

Alberto C. de Campos Bernardi3

*, Joo de Mendona Naime4

*,Jos Paulo Molin5*

1 Pesquisador, Embrapa Instrumentao2 Pesquisador, Embrapa Instrumentao3 Pesquisador, Embrapa Pecuria Sudeste4 Pesquisador, Embrapa Instrumentao5 Professor, ESALQ, Universidade de So Paulo USP

*e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected];

[email protected]; [email protected]

Resumo: Em agricultura de preciso, talvez, um dos grandes problemas fosse o nmero deamostragem de um determinado fenmeno para definir as regies de manejo dentro desta mesmarea. reas pequenas o nmero de amostras tambm pequena e fcil de coletar, mas quandose trata de grandes reas a dificuldade aumenta, tanto em tempo como em custo. A medidacondutividade eltrica do solo vem sendo muito usada e vem se tornando uma importanteferramenta para uma prvia avaliao da rea a ser estudada, facilitando as definies das reasde manejo. So usados alguns sistemas, porm de origem estrangeira, assim este documentodescreve um prottipo para a medida e mapeamento da condutividade eltrica do solo demaneira automtica e manual de acordo como a demanda do projeto MP1-Agricultura dePreciso para utilizao nos seus planos de aes.

Palavras-chave:agricultura de preciso, condutividade eltrica, mapeamento, sistema quatropontos.

Mapping of soil electrical conducitivity A prototype system

Abstract:The measured electrical conductivity of the soil has been widely used and is becoming

an important tool for a preliminary assessment of the area being studied, making the definitions

of management areas. Some systems are used, however of foreign origin, so this document describes a

prototype for measuring and mapping soil electrical conductivity automatically and manual

according to the demand of the project MP1-Precision Agriculture for use in their action plans.

Keywords:precision agriculture, electrical conductivity mapping system, four points.

1. IntroduoFerramentas e metodologias que possam

auxiliar aos usurios de uma forma rpida

no modo de como decidir essa amostragem

ou definir sobre regies de estudo levando

em considerao a variabilidade espacial, so

de grande importncia tanto para a pesquisa

como para empresas especializadas.

Uma metodologia muito usada para esta demanda

a medida de condutividade eltrica, tendo

como meio condutor o prprio solo, podendo

ser medida com equipamentos relativamente

simples e com grande eficincia operacional.

Alguns equipamentos foram desenvolvidos para

esta medida, sendo um dos mais conhecidos


2/542 | AGRICULTURA DE PRECISO: UM NOVO OLHAR

o sistema VERIS 3100 de fabricao da Veris

Technologies (2008), que um equipamento

importado e sua utilizao requer que ele seja

conduzido por um veculo motorizado para

realizar as med idas antes de qualquer atividade

de manejo da regio e depois correlacion-las,

atravs de mapas de condutividade eltrica com

alguns parmetros agronmicos que se esta

estudando.

Contornando os sistemas importados,

pesquisadores adaptaram tal sistema a

um implemento agrcola de uso normal da

propriedade, reduzindo assim o tempo, os gastos

de combustvel e custo do equipamento com a

coleta das medidas.Os resultados destes trabalhos podem ser

visto nos escritos de Inamassu et al. (2007) e

Rabello (2008a,b), onde abordavam a medida de

condutividade eltrica do solo adaptado a um

implemento agrcola, no caso, um subsolador.

Com a aprovao do projeto inscrito nos programas

de pesquisa da Embrapa, especificamente no macro

programa 1 (MP1), foi possvel projetar e montar

um sistema nacional para o mapeamento e medidade condutividade eltrica do solo, sendo de uso

restrito aos planos de aes do MP1-Agricultura

de Preciso.

Este trabalho descreve a seguir detalhes do sistema

projetado.

2. Material e mtodos

2.1. Principio da medida da condutividade

eltrica

Primeiramente para falarmos da condutividade

eltrica devemos partir da medida de resistividade

eltrica de uma amostra, assim, conforme ilustra

a Figura 1, para uma amostra de dimenses

conhecidas.

A resistividade eltrica para a amostra da Figura 1

pode ser calculada usando a Equao 1.

L

RA

=

(1)

Onde:

R = resistncia eltrica [ohm];

= resistividade eltrica [ohms centmetros];

L = comprimento da amostra [centmetros];

A = rea da seo transversal da amostra

[centmetros quadrados];Ao aplicarmos uma diferena de potencial, V

(Volts), entre os lados da amostra far com que

circule uma determinada corrente eltrica, I

(Ampre), assim de acordo com a Equao 2, temos

ento a resistncia eltrica R (Ohms).

V= R . I (2)

Conhecendo as dimenses L (cm) e A (cm) temos,

pela Equao 1, a respectiva resistividade eltrica,

, da amostra.O mesmo mtodo pode ser aplicado a uma amostra

de solo, sendo esta uniforme, para amostra no

uniforme e de dimenses no definidas, ou medidas

diretas em campo, aplica-se um processo bastante

utilizado em geofsica conhecido como sistema

de quatro pontos (SMITS, 1958).

Este processo como o prprio nome diz, utiliza

quaro hastes metlicas de material condutor de

corrente eltrica, alinhadas sequencialmente com

espaamentos conhecidos, conforme ilustradona Figura 2.

Uma corrente eltrica, I, injetada nos dois

eletrodos externos e a tenso, V, medida entre

as duas hastes internas, a resistividade ento

calculada com a Equao 3:

( ) ( )1 2 1 2 2 3

2

1 1 1 1

V

I

S S S S S S

=

+

+ +

(3)

A condutividade eltrica, , definida como o

inverso de resistividade, assim temos a Equao 4:

1

=

(4)

Figura 1.Exemplo de uma amostra retangular paraclculo de resistividade eltrica.


3/5ORGANIZAO DA REDE | 43

distncia S entre os eletrodos internos esta

correlacionada com a profundidade da regio

que se medida a condutividade eltrica, descrita

como uma circunferncia de raio S/2, abaixo da

linha de superfcie.

2.2. Descrio do prottipo

O sistema foi projetado tendo como metodologia

de medida de condutividade eltrica, sistema de

4 pontos, utiliza como processador central um

microprocessador de fabricao da Microchip

Technology (http://www.microchip.com), chamado

PIC18F258 o diagrama de bloco do sistema

ilustrado na Figura 3.Da esquerda para a direita na Figura 3, temos os

trs blocos correspondentes aos eletrodos, estes

podem ser as hastes metlicas descritas acima.

O bloco corresponde a eletrodo 2 tem a

mesma funo do eletrodo 1, a diferena

que neste caso o sistema tem uma amplificao

do sinal de leitura da diferena de potencial

de trs vezes (3) e o bloco Reforo sinal

tem a finalidade de reforar o sinal de sada

da fonte de corrente indicada no bloco fonte

de corrente alternada.

Na sequncia dos blocos voltmetrosat os blocos

RMS verdadeiro, tm a final idade de leitura de

tratamento dos sinais lidos.

O bloco microprocessadortem a finalidade,

atravs de um programa computacional dedicado,

converter o sinal dos trs eletrodos para nveis

digitais, atravs dos conversores analgicos digitais.

Tem tambm a finalidade de sincronizar as medidas

com a respectiva localizao georreferenciada,

atravs de um sistema GPS (Global Position Sistem

Sistema de Posicionamento Global, bloco GPS)

e armazenamento dos sinais lidos.

O usurio pode enviar comandos para os sistema

microprocessador atravs de um teclado de

quatro funes, bloco teclado 4 funesque

so informados no mostrador na medida que

so solicitados.

Para recuperao dos dados gravados em memria,

o sistema possui uma interface de comunicao

serial, padro RS232, bloco porta serial, que pode

ser conectado a outro computador para registro

de todas as medidas.

Na Figura 4 ilustrado o sistema prottipo

para mapeamento de condutividade eltrica

do solo.Figura 2.Sistema de quatro pontos.

Figura 3.Diagrama de bloco do sistema prottipo para mapeamento de condutividade eltrica do solo.


4/544 | AGRICULTURA DE PRECISO: UM NOVO OLHAR

3. Resultados e discussoO equipamento foi testado em uma rea

de pastagem, com irrigao via piv central,

pertencente a Embrapa Pecuria Sudeste,

localizada no municpio de So Carlos, SP

(latitude 21 57 351 S e longitude 47 50 872 O).

Compreendia esta rea vrias divises onde so

realizados experimentos com alimentao para

gado.

A rea de teste composta de uma vegetao

densa para pasto denominada capim tanznia

(Panicum maximum cv. Tanznia). Outra

caracterstica dessa vegetao a formao

de touceiras que dificulta em muito a posio

linear dos eletrodos de medida de equipamentos

tracionados, obrigando a realizao das medidas

de forma manual.

Os pontos de medida foram escolhidos ao acaso

dentro de cada diviso de pasto, sendo adotada

uma mdia de cinco medidas por diviso. Isto

por causa da densidade de capim e tambm por

no haver pontos de referncia dentro das reas.

As medidas podem ser observadas na Figura 5,

nesta pode se ver a variao das medidas em

diferentes cores nos pontos de amostragem.

4. Concluses

O prottipo mostrou-se vivel para medidas de

condutividade eltrica do solo de maneira manual

em reas de difcil acesso e tambm de modo

pontual deixando o usurio escolher e definir os

pontos de medida.

Apesar de ter sido feita as medidas de modo

manual, o equipamento tambm pode fazer

medidas de modo automtico, para grandes reas

junto com um implemento simulando os eletrodos

e tracionado via veculo tracionado.Figura 4.Ilustrao do sistema prottipo de medidade condutividade eltrica do solo.

Figura 5.rea de medida de condutividade eltrica do solo, com os respectivos valores variando conforme a cor.


5/5ORGANIZAO DA REDE | 45

Agradecimentos

Agradecemos a Embrapa Pecuria Sudeste, Uva e

vinho, Semi-rido, Solos pela disponibilizao da

rea e testes, Embrapa Instrumentao atravs

do projeto MP1 Agricultura de Preciso, o quetornou possvel a construo do prottipo.

RefernciasINAMASSU, R. Y.; SIMES, M. S.; LUCHIARI JNIOR,

A.; RABELLO, L. M.; MOLIN, J. P. Sistema de medida de

condutividade eltrica do solo adaptado a um implemento

agrcola (subsolador). So Carlos: Embrapa Instrumentao

Agropecuria, 2007. 5 p. (Embrapa Instrumentao

Agropecuria, Circular Tcnica, n. 40).

RABELLO, L. M.; YNAMASSU, R. Y.; TORRE NETO, A.;

MOLIN, J. P.; LUCHIARI JUNIOR, A.; SIMES, M. S.

Sistema de medida de condutividade eltrica do soloadaptado

a um implemento agrcola (subsolador). In: CONGRESSO

BRASILEIRO DE AGRICULTURA DE PRECISO -

ConBAP, 2008, Piracicaba. Anais... Piracicaba: ESALQ/

USP, 2008a. p. 22-35. 1 CD-ROM.

RABELLO, L. M.; INAMASU, R. Y.; TORRE NETO, A.;

LUCHIARI, A.; MOLIN, J. P.; SIMES, M. S. Soilcondutivity

electrical measurement system suited to anagricultural

implement (subsoiler). In: INTERNATIONALCONFERENCE

ON PRECISISON AGRICULTURE, 9., 2008, Denver.

Proceedings... Denver, 2008b.

SMITS, F. M. Measurements of sheet resistivities withthe four-

point probe. Bell System Technical Journal, v. 37, p. 711-

718, 1958.

VERIS TECHNOLOGIES. Disponvel em: . Acesso em: 10 nov. 2008.

Agricultura _Um Novo Olhar_2

Documents

Transcript of Agricultura _Um Novo Olhar_2