A agricultura mudou! A forma como os processos acontecem hoje e como as plantações modernas são gerenciadas se distanciaram bastante da forma como era praticada há alguns anos. Nesse post, apresentaremos um guia sobre uma dessas principais ferramentas utilizadas na agricultura de precisão e que está inovando no setor: o uso de drones na agricultura!
Os avanços tecnológicos alcançaram os campos agrícolas e eles deram uma nova cara para a agricultura.
Surgiu assim a agricultura de precisão. Com ela vieram diversos benefícios para o setor agrícola mundial e nacional.
A tecnologia já está se destacando em diversos setores. Algumas empresas como a gigante Amazon já utilizam drones para a realização de entregas, outras companhias do ramo de segurança e monitoramento empregam estas pequenas aeronaves não tripuladas para vigilância e operações táticas.
Além destas utilizações, os drones têm sido largamente empregados em publicidades, redes de televisão, fotografias e diversos outros hobbies.
E ainda acredita-se que nos próximos anos o uso de drones na agricultura esteja altamente difundido entre os produtores — até mesmo nos pequenos produtores rurais. Vamos entender o que são os drones, como eles funcionam, seus principais benefícios, as suas funcionalidades, entre outras coisas.
Acompanhe nesse post tudo sobre Drones na Agricultura.
O que são drones?
A palavra drone possui origem inglesa e traduzindo significa “zangão”. Esse nome foi dado às famosas pequenas aeronaves que a cada dia mais têm ganhado espaço no cenário mundial.
Essa tecnologia que antes era utilizada somente para fins militares, atualmente é aplicada em diversos segmentos da cadeia produtiva e até mesmo utilizada para fins pessoais e para entretenimento. As pequenas aeronaves que recebem o nome de drones nada mais são do que Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), proveniente do inglês Unmanned Aerial Vehicle (UAV).
Para entender o que é um drone ou VANT, a melhor associação que pode ser feita são os antigos carrinhos de controle remoto. As pequenas aeronaves não tripuladas funcionam de acordo com o mesmo princípio dos brinquedos, elas são controladas através de um controle remoto que envia os comandos para a aeronave por meio de ondas de rádio.
Desta forma, os drones não possuem um “piloto”, mas sim uma pessoa controlando-o de forma remota. Essas aeronaves não tripuladas surgiram na década de 60 quando a marinha dos Estados Unidos verificou a necessidade de observar e monitorar os inimigos sem colocar seus soldados em risco.
Durante muitos anos o governo americano afirmou não utilizar esse tipo de tecnologia, quando em 1973 admitiu utilizar VANTs nos campos de batalha. Inicialmente os drones utilizavam câmeras para gravação e reconhecimento de território, atualmente são equipados com armas e sensores de alta precisão tendo seu uso difundido nas mais diversas áreas.
Existe diferença entre drones e VANTs?
Basicamente ambos os nomes se referem à mesma tecnologia, ou seja, as pequenas aeronaves não tripuladas. Mas de acordo com a legislação brasileira, drones e VANTs são classificados de maneiras distintas. Para entender melhor, veja a seguir:
Drones
São classificados como aeromodelos. São as aeronaves utilizadas em competições ou para entretenimento.
Os drones são considerados aeronaves de intuito totalmente recreativo, desta forma são considerados pela legislação simplesmente como aeromodelos. Drones não possuem nenhuma restrição para compra e não carece que o usuário porte nenhum tipo de licença ou autorização.
VANTs
Tecnicamente os VANTs são a mesma coisa que os drones, não possuindo diferenças e seguindo os mesmos princípios, diferindo somente na aplicação. Veículo Aéreo Não Tripulado é aquele destinado ao uso comercial, ou para uso em pesquisas e experimentos.
Além disso, para ser considerado um VANT é necessário que a aeronave possua alguma carga útil embarcada, como: câmeras, sensores ou até mesmo algum produto, como por exemplo, uma carta ou encomenda.
Tipos de drones
Assim como as aeronaves que possuem diferentes tipos (aviões e helicópteros), os drones também são divididos em categorias distintas. Os VANTs podem ser classificados em: multi-rotor e asa fixa.
Multi-rotor
Os drones multi-rotor são os modelos mais famosos, destaque para os quadricópteros que é tipo de VANT mais conhecido e utilizado em todo o mundo. Essas pequenas aeronaves utilizam o mesmo princípio de voo dos helicópteros, através de asas móveis, chamadas de rotores, que possuem elevadas rotações por minuto (RPM) que possibilitam que o drone possa voar.
Esse modelo é o mais acessível e possui uma série de limitações. Os drones multi-rotor possuem limitações de velocidade, resistência e autonomia. Por isso, não podem ser utilizados para monitoramento de grandes áreas e atividades que carecem percorrer grandes distâncias.
Por outro lado, os drones de multi-rotor são mais fáceis de serem controlados, podem ficar estáticos no ar e tirar fotos e filmar pontos fixos ou áreas menores.
Os drones multi-rotor tem sido bastante utilizados para a produção de filmes, fotos aéreas e são os modelos utilizados pelo público para entretenimento. As baterias mais modernas permitem ao modelo uma autonomia de 20 a 30 minutos.
Asa fixa
Os drones de asa fixa são totalmente diferentes do modelo de multi-rotor, sendo muito parecidos com aviões.
Eles geralmente possuem a asa em delta que cria a sustentação para o voo e um motor tipo hélice na parte traseira que o impulsiona o modelo para frente. Pelo fato dos drones de asa fixa precisarem de energia somente para impulsioná-los para frente e não para segurá-los no ar — como no caso do modelo de multi-rotor — são muito mais eficientes.
Esse modelo consegue cobrir grandes distâncias, áreas amplas e monitorar diversos pontos de interesse. Por possuírem grande eficiência, podem utilizar tanto motores elétricos como motores de combustão — como no caso de aeronaves de grande porte e principalmente de uso militar.
Os drones de asa fixa possuem uma autonomia consideravelmente maior quando comparado com o modelo de multi-rotor, existindo modelos que podem permanecer em operação de 40 minutos até incríveis 16 horas.
O modelo de asa fixa é amplamente utilizado em operações militares, sendo inclusive mostrado em diversos filmes. Nos últimos anos esse modelo tem ganhado muito destaque pelo seu uso na agricultura, vigilância de grandes áreas e no setor florestal. Através do uso de sensores e câmeras de alta resolução, os drones de asa fixa têm possibilitado grandes avanços em diversas áreas.
Para entender melhor as diferenças entre ambos os modelos e conhecer as vantagens que cada um possui, confira o quadro comparativo a seguir:
Como os drones funcionam?
Geralmente os drones são feitos de materiais compostos que proporcionam a redução de peso e facilitam a realização de manobras em voo. Lembrando que as aeronaves não tripuladas voam de acordo com os mesmos princípios de helicópteros e aviões — como já foi apresentado.
Elas são equipadas com duas importantes tecnologias: câmeras que proporcionam ao controlador a visão de onde o drone está sobrevoando e o GPS que apresenta a localização exata durante o voo.
Os dados captados pela câmera e as informações do sistema de posicionamento global do VANT são enviados para o controlador por meio de ondas de rádio e apresentadas em uma tela ou display. É possível também controlar o drone sem o uso de displays, mas vendo-o voar e enviando os comandos por meio do controle remoto. A forma de controle dependerá da aplicação na qual o drone será sujeito.
Tipos de câmeras
Os Drones são capazes de proporcionar imagens que seriam impossíveis de serem detectadas o olho nu. Para isso são utilizadas câmeras de alta qualidade para alcançar as melhores imagens e para realizar todas as funcionalidades que os drones têm na agricultura, como veremos mais à frente nesse texto.
As câmeras utilizadas em drones podem ser divididas nesses dois grupos: Câmeras RGB e NIR e Câmeras multiespectrais. Vamos entender um pouco sobre cada uma delas.
Câmeras RGB
Esse tipo de câmera capta as cores da mesma forma que os olhos humanos, ou seja no espectro visível. São as famosas cores do arco-íris. A sigla RGB se dá para Red (Vermelho), Green (Verde) e Blue (azul). A partir dessas três cores primárias para câmeras, monitores de televisores e computadores e scanners são formadas as outras como violeta, laranja e amarelo.
Assim como os olhos humanos, esse tipo de câmera também não capta algumas frequências de cores, dentre elas os raios ultravioleta, microondas e o infravermelho (importante para o sensoriamento remoto).
Para essas câmeras captarem o infravermelho, apenas com conversores e tratamentos posteriores à captação de imagens.
Câmeras NIR
As câmeras NIR ou Near Infrared, ou infravermelho próximo, são importantíssimas para o sensoriamento na agricultura. Hoje essa faixa é uma das mais utilizadas no sensoriamento remoto, pois traz informações preciosas quanto ao estado fisiológico e de saúde das plantações.
Câmeras Multiespectrais
As câmeras multiespectrais ou hiperspectrais, são câmeras que possuem múltiplos sensores. Cada um deles um filtro de alta qualidade específico para captação de diversos formatos de ondas refletidas.
Dessa forma essas câmeras captam e separam os diferentes tipos de cor e são capazes de captar frequências invisíveis aos olhos humanos, como o infra-vermelho.
Para saber mais sobre essas câmeras, que são hoje as mais recomendadas para o uso agrícola leia o nosso post:
Câmeras multiespectrais no sensoriamento remoto
Agora que já sabemos o que são e como os drones funcionam, vamos aprender um pouco sobre os seus principais usos na agricultura!
9 diferentes usos do Drone na Agricultura
Esta tecnologia vem sendo aplicada à agricultura de precisão, visando otimizar alguns processos e aumentar a produtividade. Os VANTs possuem a capacidade de produzir imagens de altíssima qualidade que são utilizadas para em softwares e algoritmos, proporcionando a análise dos mais diversos aspectos de uma plantação.
A tecnologia permite o acompanhamento de toda extensão da plantação e até mesmo obter informações como a capacidade de retenção de água no solo, taxa de crescimento e detectar doenças de uma planta há mais de 200 metros de distância.
Para que sua plantação não fique fora da lista das mais produtivas e tecnológicas, separamos 8 usos dos drones na sua plantação.
1. Sensoriamento remoto
O sensoriamento remoto é o tratamento, armazenamento e análise de dados coletados, visando conhecer melhor os fenômenos existentes na superfície monitorada.
Veja esse outro post e entenda detalhadamente o que é sensoriamento remoto e o os seus benefícios para a sua produção agrícola.
2. Acompanhamento da saúde da cultura
A necessidade de acompanhar o desenvolvimento e a saúde da plantação é o principal motivo que leva os produtores a procurarem informar-se sobre o uso de drones na agricultura de precisão. Através de sensores infravermelhos estas pequenas aeronaves conseguem monitorar cada uma das plantas de um extenso campo.
As tarefas de coleta de dados das plantas de forma aleatória na plantação por alguns funcionários para posterior estudo ou desenvolvimento de planilhas e gráficos, podem ser substituídas por monitoramento aéreo. Os drones coletam informações de todas as plantas, permitindo acompanhamento em determinadas regiões ou espécies/culturas específicas.
3. NDVI
O NDVI é um acrônimo da expressão inglesa Normalized Difference Vegetation Index que pode ser traduzido para Índice de Vegetação por Diferença Normalizada, sendo também chamado de IVDN.
Esse índice que é dado por um cálculo, possui diversas aplicações na agricultura, que permitem melhor controle das plantações e ganhos de produtividade. Entre os usos mais frequentes do NDVI, podemos destacar:
Monitoramento das plantações e culturas
Detecção de secas e de pragas
Localização de pragas
Estimativas de produtividade
Mapeamento agrícola
Mapeamento hídrico
O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada é um indicativo que auxilia bastante nos levantamentos de sensoriamento remoto, possibilitando ótimos resultados e permitindo uma combinação de inúmeras fontes de informação.
Veja esse outro post para entender mais sobre o que é NDVI, sua aplicação e importância na agricultura.
4. Demarcação da área de plantio
Como os drones proporcionam aos produtores uma visão aérea e panorâmica, é possível demarcar os lugares de plantio e acompanhar o crescimento da plantação, evitando que ultrapasse os limites estipulados.
Através de análises das imagens feitas pelos drones consegue-se também determinar quais são as melhores áreas para plantio.
5. Levantamento do número de plantas em determinada área
As imagens identificadas pelos drones ainda vão além apenas da área de plantio. As imagens obtidas por meio dessas tecnologia permitem análises que identificam a quantidade de plantas em uma determinada área ou região.
Com o uso das imagens como base e aplicando os algoritmos modernos, os drones possibilitam o conhecimento da quantidade de plantas existentes, detecção de áreas de menor densidade e a otimização do replantio.
6. Detecção de pragas
Através do uso de sensores e o processamento de imagens realizado após o voo do drone, cria-se um mapeamento de pragas e doenças na plantação. As imagens permitem que os produtores diferenciem as plantas saudáveis, as infectadas e como está sendo a proliferação da praga de forma eficaz.
A identificação rápida de doenças e pragas permite que os agricultores tomem ações eficazes, reduzindo as perdas e garantindo elevada produtividade.
7. Aplicação e pulverização de pesticidas
Além de detectar com exatidão as pragas, os VANTs também podem ser utilizados para a aplicação de produtos químicos para a solução de problemas ou cultivo da plantação. Através de técnicas modernas, estas pequenas aeronaves conseguem reduzir o uso de pesticidas, diminuindo o desperdício e principalmente o impacto ambiental.
Os drones são capazes de realizar voos rasantes e em diferentes velocidades, isso somado ao seu pequeno porte possibilita a pulverização de produtos químicos em locais exatos, aumentando a efetividade e reduzindo os gastos com pesticidas.
8. Monitoramento do sistema de irrigação
Gerir o sistema de irrigação de uma plantação é uma tarefa árdua e que os produtores enfrentam diversos problemas, principalmente em plantações extensas. Quando as plantas atingem certas alturas ou portes, as inspeções nos bocais de irrigação e mangueiras de distribuição tornam-se extremamente difíceis.
Através do uso de drones consegue-se ter acesso ao sistema de irrigação, detectar eventuais falhas e agir na causa do problema. Este monitoramento reduz significativamente as falhas e com isso evita-se que o crescimento das plantas e a produção sejam interferidos.
9. Detecção de focos de incêndio
A aproximação em regiões com incêndios é uma tarefa extremamente perigosa e difícil. Por isso os drones têm se tornado um grande aliado no combate ao fogo.
Os VANTs conseguem sobrevoar a plantação com grande proximidade do incêndio e mesmo com péssimas condições de visibilidade. Isso possibilita a fácil detecção dos focos, auxiliando no combate ao fogo e principalmente evitando que ele se alastre pelo restante da plantação.
Benefícios dos drones na Agricultura
Apresentamos anteriormente quais são os principais usos dos drones na agricultura. Como pôde ser visto a aplicação dessas pequenas aeronaves é muito ampla.
Agora conheça os benefícios que o seu uso pode proporcionar e as suas vantagens ao serem comparados com as tecnologias concorrentes:
Monitoramento da área de plantio
O monitoramento por meio de drones permite o controle da plantação, garantindo que o seu tamanho esteja dentro do planejado e alcance a produtividade desejada.
Reduz o tempo das operações em pequenas extensões
Algumas aplicações dos drones podem ser desempenhadas por outras tecnologias como aviões e satélites.
A grande vantagem dessas pequenas aeronaves é que desempenham atividades como: o monitoramento, contagem de plantas, entre outras em um tempo muito menor — áreas inferiores a 5.000 hectares.
Retorno sobre investimento
O retorno sobre o investimento obtido pelo uso de drones em plantações é em muitos casos muito rápido, podendo ser alcançado um número positivo em apenas uma colheita. Isso ocorre pois grandes perdas são evitadas graças ao plano de ação incorporado.
O uso de drones reduz bastante o custo operacional, possibilita a gestão de dados e informações da plantação, garantindo rápidas intervenções e decisões certeiras. Tudo isso garante um retorno rápido do valor investido nessa tecnologia.
Imagens de alta resolução
Quando se compara o custo-benefício, podemos afirmar que para alguns casos as imagens produzidas pelos drones possibilitam altíssima qualidade a um custo muito mais acessível que fotos oriundas de aviões tripulados ou satélites.
Os drones possuem a enorme vantagem de voar muito mais perto do chão que as demais tecnologias como aviões e helicópteros, garantindo que as imagens possuam maior qualidade.
Combate eficaz de pragas e incêndios
Os drones possibilitam uma redução significativa nas perdas de plantação por pragas e incêndios. As pequenas aeronaves conseguem detectar pragas no início da infestação, permitindo o rápido combate e também possibilitam que focos de incêndio sejam facilmente encontrados e eliminados.
Custo benefício: quanto custa um drone?
Uma das principais vantagens do imageamento por drones, comprovada por fabricantes e por prestadores de serviços, é o seu baixo custo. Especialmente quando comparamos com as tecnologias que concorrem diretamente com eles.
Para tornar essa comparação ainda mais simples, veremos uma análise comparativa do preço unitário de cada uma dessas principais tecnologias: drones, satélites e aviões.
Satélite Landsat 8: US$ 855 milhões
Avião Cessna 172 — modelo normalmente utilizado para geração de imagens aéreas: US$ 300 mil;
SenseFly eBee RTK — drone profissional para mapeamento automatizado: US$ 25 mil
DJI Phantom 3 — drone que flutua na fronteira entre o mercado amador e profissional: US$ 1 mil.
A comparação não deve ser feita apenas unitariamente, mas no campo do imageamento com serviço a comparação favorece ainda mais os VANTs.
Nos últimos anos, a queda no preço dos drones — e a flexibilização dos regulamentos em torno de seu uso — tornaram essa tecnologia a mais competitiva em relação às outras duas alternativas.
Pensando na fotografia aérea, com o valor cobrado por um dia inteiro de imageamento feito a partir de drones, seria possível se obter aproximadamente 1 hora do serviço caso fosse usado um avião, por exemplo.
Conclusão
Os drones ou VANTs são uma das tecnologias mais procuradas dos últimos anos nos mais diversos setores e para inúmeras aplicações. Essas pequenas aeronaves não tripuladas têm revolucionado inúmeros segmentos, proporcionado ganhos de produtividade, segurança e até mesmo redução dos custos operacionais.
Além de garantir todos os benefícios apresentados para a agricultura, os drones estão sendo aplicados nos setores ambiental e florestal, auxiliando no controle e monitoramento de florestas, contagens de árvores entre diversas outras aplicações.
A procura dos empresários e produtores rurais por drones tem aumentando bastante nos últimos anos. Isso se deve não somente pelos inúmeros benefícios da sua aplicação, mas também por serem mais acessíveis que algumas tecnologias que são utilizadas de forma tradicional, como por exemplo, o uso de satélites para sensoriamento remoto.
Os drones têm se tornado um grande aliado das grandes plantações que buscam excelência na produção de alimentos e floresta de alta produtividade.
Essa tecnologia tem apresentado resultados altamente satisfatórios para a agricultura de precisão, proporcionado um rápido ROI (Return On Investiment) e se tornado um grande diferencial de plantações que têm o foco em automação
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