M quinas_13 new - Grupo Cultivar

Pulverizador
Autopilot
Fotos Fabio Rojo
O piloto sumiu
Novo sistema de navegação, conectado ao sistema hidráulico de direção,
dispensa a ação do operador na condução de máquinas agrícolas.
No Brasil, o sistema já é utilizado em pulverizadores autopropelidos
N
o 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
Medição das passadas do
Autopilot com estação total
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Máquinas
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 ope-
Equipe da Jacto, Santiago e Cintra, Trimble (EUA) e o
pesquisador Fábio Baio nos testes com o Autopilot
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Abril 2004
“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”
rador 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 veloci-
dades 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
COMPONENTES DO AUTOPILOT
R
esumidamente, o sistema é com
posto 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
Figura 1 - Freqüência relativa dos desvios (%) no ensaio em reta com Autopilot
Abril 2004
O controlador de navegação é responsável
pelo controle de direção do pulverizador
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.
Figura 2 - Freqüência relativa dos desvios (%) no ensaio em reta com a barra de luz
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Máquinas
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“Observou-se um erro médio de 13 cm para o Autopilot
contra um erro médio de 22 cm para a barra de luzes”
DIFERENÇAS ENTRE O SISTEMA
UTILIZADO NO BRASIL E NOS EUA
O
sistema 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
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, 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
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Máquinas
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.
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 EZGuide foi de 0,22 m.
Comparando-se as Figuras 01 e 02, podese 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
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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.
M
Fabio Henrique Rojo Baio,
Unesp - Botucatu
a)
b)
a) Visualização da gravação da pulverização com barra de luz;
b) Visualização da gravação da pulverização com Autopilot
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