Cientistas desenvolvem equipamento de precisão de baixo custo para medir as chuvas em plantações e otimizar produção
| Principais autores: | , , |
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| Formato: | Online |
| Publicado em: |
2003
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Foi criado neste estudo, o equipamento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma. |
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Os pontos mais relevantes da pesquisa são:
aprimorar o monitoramento meteorológico do espaço regional do Estado do Rio de Janeiro através do desenvolvimento de sensores com predomínio da eletrônica sobre a mecânica, para possibilitar a automatização e otimização no processamento dos dados meteorológicos;
melhorar o nível e a qualidade da informação agroclimatológica dos produtores rurais da região serrana centro-norte fluminense;
estabelecer um sistema de informação climatológica para suporte das atividades agro-industriais no Estado do Rio de Janeiro;
desenvolver rotinas de Banco de Dados e softwares computacionais capazes de permitir a automatização dos dados coletados e a exploração eficiente do potencial das informações coletadas para utilização em modelos de previsão de pragas e enfermidades;
produzir elementos didáticos para ensino das disciplinas de Bioclimatologia e Métodos de Análise em Meteorologia e Climatologia; e
fomentar a participação direta dos produtores em todas as etapas do estudo, através da formação de uma "consciência fitossanitária", entre eles. Se o clima limita a aptidão agrícola de uma região; ao tempo meteorológico podem-se associar as variações da sua produção. A elaboração de sistemas de alerta fitossanitário (isto é, de saúde das plantas) requer o conhecimento dos fatores meteorológicos envolvidos, já que o aparecimento e desenvolvimento de uma enfermidade vegetal resultam da interação entre uma planta susceptível, um agente patogênico e fatores ambientais favoráveis. A persistência de intervalos de umidade foliar é, por exemplo, conjuntamente com a temperatura, umidade relativa e a precipitação pluviométrica (chuvas), é o mais preponderante dado meteorológico na predisposição das plantas ao ataque de agentes patogênicos. Por isso, é a partir de estudos detalhados do papel da água (tanto na fase líquida quanto gasosa), em termos da interceptação das precipitações e do balanço energético, que se podem obter elementos mínimos para prever as inter-relações dentro do sistema solo-planta-atmosfera com o fim de elaborar sistemas de alerta fitossanitário. Sabe-se que o efeito agrometeorológico mais significativo da vegetação, no que diz respeito à precipitação pluviométrica, está relacionado com o processo de interceptação (isto é, o processo pelo qual as plantas interceptam e recolhem a água da chuva). Nesse processo o total precipitado é redistribuído pela vegetação. Uma parcela da chuva fica temporariamente retida sobre as partes aéreas da planta, sendo depois evaporada de volta para atmosfera. A água livre, oriunda das diferentes formas de precipitação (chuvas e irrigação artificial), quando retida pelas partes aéreas de uma planta, tem papel relevante sobre os diferentes agentes infecciosos. No caso das culturas anuais, a interceptação da chuva depende da espécie e do estágio de desenvolvimento em que esta se encontra, ou seja, da quantidade de vegetação que cobre o terreno. A chuva, ao interagir com a vegetação, é redistribuída em diferentes tipos de precipitação sob a copa. No caso específico dos cafezais, existe a necessidade de se dispor, em estudos dessa natureza, de um número suficiente de pluviômetros (equipamentos que medem a quantidade de chuvas) alocados aleatoriamente sob as copas do cafeeiro com o intuito de se medir com precisão todas as possíveis variações ponto a ponto da precipitação. Para isso, pesquisadores do Instituto de Geociências e do Instituto Politécnico da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ direcionaram suas pesquisas para o desenvolvimento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma. Modelo de coletor utilizado no monitoramento do total precipitado e throughfall Caracterização do ciclo hidrológico do cafezal Microcontrolador Pluviômetro A pesquisa foi realizada em cafezais adensados (isto é, que abrigam aproximadamente 4.000 pés por hectare), com plantas do tipo cultivar Mundo Novo, cultivadas a pleno sol na Fazenda Haras Monte Café, localizada no município de Duas Barras (RJ). A pesquisa é dirigida a estudos para melhoria da composição, forma e densidade do povoamento nestes plantios, visando minimizar riscos de pragas e/ou enfermidades. Para tanto são utilizados 4 pluviômetros digitais, alocados em áreas em aberto circunvizinhas, para quantificar o total precipitado sobre as copas dos cafeeiros. Quanto à determinação da fração de precipitação incidente, que atinge o solo através do percolamento direto através da copa, esta foi efetuada utilizando-se outros 12 pluviômetros digitais, instalados a 50 centímetros do solo e posicionados aleatoriamente no interior do cafezal. A leitura dos índices de precipitação, exibida num display de cristal líquido, minimiza os erros de observação inerentes à utilização de pluviômetros tradicionais do tipo “Ville de Paris”, onde a chuva é mensurada através leituras em provetas milimetradas. O pluviômetro proposto é totalmente construído em termoplásticos do tipo PVC ou ABS. As peças maiores, tais como o corpo cilíndrico do pluviômetro, são usinadas em PVC. As peças menores, mais complexas (como o sistema basculante para registro do total precipitado e suportes), são injetadas em ABS. A Figura 1 mostra a localização da caçamba (volume da báscula de 10 milímetros) no interior do pluviômetro, bem como a localização do abrigo do circuito eletrônico e do porta pilhas. Este volume de 10 milímetros, associado a uma área de captação de 176,7 centímetros quadrados, resultou numa resolução de meio milímetro na medida do total precipitado. Quanto ao microcontrolador escolhido para desenvolvimento deste projeto, é do tipo PIC, da marca Microchip, cuja característica principal é o baixo consumo de energia. O microcontrolador pode ser alimentado com tensões de 2 a 6 Volts. Isso possibilita o uso de pilhas comuns para alimentação do pluviômetro digital. Em operação normal, o consumo situa-se ao redor de 50mA, o que garante uma autonomia em campo de dois anos. O sistema desenvolvido substitui com vantagens os sistemas de monitoramento tradicional das chuvas, podendo ser utilizado como uma nova alternativa ao suporte acadêmico e na execução de projetos de gestão e planejamento ambiental. |
| institution |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
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2003 |
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2003-11-05 |
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Ciências Exatas e da Terra |
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244182024-10-01T19:00:37Z1[CeS] Textos de divulgação Cientistas desenvolvem equipamento de precisão de baixo custo para medir as chuvas em plantações e otimizar produção Ricardo Augusto Calheiros de Miranda Fernando Reiszel André Monat Clima Equipamento Produção agrícola Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2003-11-05 CAPA.jpg vignette : https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/large/25512497a380abaa878fbbaf683472de78f015f8.jpg Os pontos mais relevantes da pesquisa são: aprimorar o monitoramento meteorológico do espaço regional do Estado do Rio de Janeiro através do desenvolvimento de sensores com predomínio da eletrônica sobre a mecânica, para possibilitar a automatização e otimização no processamento dos dados meteorológicos; melhorar o nível e a qualidade da informação agroclimatológica dos produtores rurais da região serrana centro-norte fluminense; estabelecer um sistema de informação climatológica para suporte das atividades agro-industriais no Estado do Rio de Janeiro; desenvolver rotinas de Banco de Dados e softwares computacionais capazes de permitir a automatização dos dados coletados e a exploração eficiente do potencial das informações coletadas para utilização em modelos de previsão de pragas e enfermidades; produzir elementos didáticos para ensino das disciplinas de Bioclimatologia e Métodos de Análise em Meteorologia e Climatologia; e fomentar a participação direta dos produtores em todas as etapas do estudo, através da formação de uma "consciência fitossanitária", entre eles. Se o clima limita a aptidão agrícola de uma região; ao tempo meteorológico podem-se associar as variações da sua produção. A elaboração de sistemas de alerta fitossanitário (isto é, de saúde das plantas) requer o conhecimento dos fatores meteorológicos envolvidos, já que o aparecimento e desenvolvimento de uma enfermidade vegetal resultam da interação entre uma planta susceptível, um agente patogênico e fatores ambientais favoráveis. A persistência de intervalos de umidade foliar é, por exemplo, conjuntamente com a temperatura, umidade relativa e a precipitação pluviométrica (chuvas), é o mais preponderante dado meteorológico na predisposição das plantas ao ataque de agentes patogênicos. Por isso, é a partir de estudos detalhados do papel da água (tanto na fase líquida quanto gasosa), em termos da interceptação das precipitações e do balanço energético, que se podem obter elementos mínimos para prever as inter-relações dentro do sistema solo-planta-atmosfera com o fim de elaborar sistemas de alerta fitossanitário. Sabe-se que o efeito agrometeorológico mais significativo da vegetação, no que diz respeito à precipitação pluviométrica, está relacionado com o processo de interceptação (isto é, o processo pelo qual as plantas interceptam e recolhem a água da chuva). Nesse processo o total precipitado é redistribuído pela vegetação. Uma parcela da chuva fica temporariamente retida sobre as partes aéreas da planta, sendo depois evaporada de volta para atmosfera. A água livre, oriunda das diferentes formas de precipitação (chuvas e irrigação artificial), quando retida pelas partes aéreas de uma planta, tem papel relevante sobre os diferentes agentes infecciosos. No caso das culturas anuais, a interceptação da chuva depende da espécie e do estágio de desenvolvimento em que esta se encontra, ou seja, da quantidade de vegetação que cobre o terreno. A chuva, ao interagir com a vegetação, é redistribuída em diferentes tipos de precipitação sob a copa. No caso específico dos cafezais, existe a necessidade de se dispor, em estudos dessa natureza, de um número suficiente de pluviômetros (equipamentos que medem a quantidade de chuvas) alocados aleatoriamente sob as copas do cafeeiro com o intuito de se medir com precisão todas as possíveis variações ponto a ponto da precipitação. Para isso, pesquisadores do Instituto de Geociências e do Instituto Politécnico da Universidade Estadual do Rio de Janeiro - UERJ direcionaram suas pesquisas para o desenvolvimento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma. Modelo de coletor utilizado no monitoramento do total precipitado e throughfall Caracterização do ciclo hidrológico do cafezal Microcontrolador Pluviômetro A pesquisa foi realizada em cafezais adensados (isto é, que abrigam aproximadamente 4.000 pés por hectare), com plantas do tipo cultivar Mundo Novo, cultivadas a pleno sol na Fazenda Haras Monte Café, localizada no município de Duas Barras (RJ). A pesquisa é dirigida a estudos para melhoria da composição, forma e densidade do povoamento nestes plantios, visando minimizar riscos de pragas e/ou enfermidades. Para tanto são utilizados 4 pluviômetros digitais, alocados em áreas em aberto circunvizinhas, para quantificar o total precipitado sobre as copas dos cafeeiros. Quanto à determinação da fração de precipitação incidente, que atinge o solo através do percolamento direto através da copa, esta foi efetuada utilizando-se outros 12 pluviômetros digitais, instalados a 50 centímetros do solo e posicionados aleatoriamente no interior do cafezal. A leitura dos índices de precipitação, exibida num display de cristal líquido, minimiza os erros de observação inerentes à utilização de pluviômetros tradicionais do tipo “Ville de Paris”, onde a chuva é mensurada através leituras em provetas milimetradas. O pluviômetro proposto é totalmente construído em termoplásticos do tipo PVC ou ABS. As peças maiores, tais como o corpo cilíndrico do pluviômetro, são usinadas em PVC. As peças menores, mais complexas (como o sistema basculante para registro do total precipitado e suportes), são injetadas em ABS. A Figura 1 mostra a localização da caçamba (volume da báscula de 10 milímetros) no interior do pluviômetro, bem como a localização do abrigo do circuito eletrônico e do porta pilhas. Este volume de 10 milímetros, associado a uma área de captação de 176,7 centímetros quadrados, resultou numa resolução de meio milímetro na medida do total precipitado. Quanto ao microcontrolador escolhido para desenvolvimento deste projeto, é do tipo PIC, da marca Microchip, cuja característica principal é o baixo consumo de energia. O microcontrolador pode ser alimentado com tensões de 2 a 6 Volts. Isso possibilita o uso de pilhas comuns para alimentação do pluviômetro digital. Em operação normal, o consumo situa-se ao redor de 50mA, o que garante uma autonomia em campo de dois anos. O sistema desenvolvido substitui com vantagens os sistemas de monitoramento tradicional das chuvas, podendo ser utilizado como uma nova alternativa ao suporte acadêmico e na execução de projetos de gestão e planejamento ambiental. Monitoramento e Modelagem da Persistência do Molhamento Foliar em um Cafezal da Região Serrana Fluminense Foi criado neste estudo, o equipamento de pluviômetros digitais, utilizando tecnologias de microcontroladores de baixo custo, capazes de armazenar a precipitação acumulada num certo período de tempo de maneira autônoma. 2003-11-05 http://www.sbagro.org/files/biblioteca/1431.pdf Ciências Exatas e da Terra A pesquisa foi realizada em cafezais adensados (isto é, que abrigam aproximadamente 4.000 pés por hectare), com plantas do tipo cultivar Mundo Novo, cultivadas a pleno sol na Fazenda Haras Monte Café, localizada no município de Duas Barras (RJ). A pesquisa é dirigida a estudos para melhoria da composição, forma e densidade do povoamento nestes plantios, visando minimizar riscos de pragas e/ou enfermidades. Para tanto são utilizados 4 pluviômetros digitais, alocados em áreas em aberto circunvizinhas, para quantificar o total precipitado sobre as copas dos cafeeiros. Quanto à determinação da fração de precipitação incidente, que atinge o solo através do percolamento direto através da copa, esta foi efetuada utilizando-se outros 12 pluviômetros digitais, instalados a 50 centímetros do solo e posicionados aleatoriamente no interior do cafezal. A leitura dos índices de precipitação, exibida num display de cristal líquido, minimiza os erros de observação inerentes à utilização de pluviômetros tradicionais do tipo “Ville de Paris”, onde a chuva é mensurada através leituras em provetas milimetradas. O pluviômetro proposto é totalmente construído em termoplásticos do tipo PVC ou ABS. As peças maiores, tais como o corpo cilíndrico do pluviômetro, são usinadas em PVC. As peças menores, mais complexas (como o sistema basculante para registro do total precipitado e suportes), são injetadas em ABS. A Figura 1 mostra a localização da caçamba (volume da báscula de 10 milímetros) no interior do pluviômetro, bem como a localização do abrigo do circuito eletrônico e do porta pilhas. Este volume de 10 milímetros, associado a uma área de captação de 176,7 centímetros quadrados, resultou numa resolução de meio milímetro na medida do total precipitado. Quanto ao microcontrolador escolhido para desenvolvimento deste projeto, é do tipo PIC, da marca Microchip, cuja característica principal é o baixo consumo de energia. O microcontrolador pode ser alimentado com tensões de 2 a 6 Volts. Isso possibilita o uso de pilhas comuns para alimentação do pluviômetro digital. Em operação normal, o consumo situa-se ao redor de 50mA, o que garante uma autonomia em campo de dois anos. O sistema desenvolvido substitui com vantagens os sistemas de monitoramento tradicional das chuvas, podendo ser utilizado como uma nova alternativa ao suporte acadêmico e na execução de projetos de gestão e planejamento ambiental. https://repositorio.canalciencia.ibict.br/api/items/24418 https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/25512497a380abaa878fbbaf683472de78f015f8.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/0f0aa9deabeb372c7b1994255fe9b1b20402ac7e.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/0aca4f80962275411a6e591170bf16a7775a8d0a.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/36f13430c7eda547681877d298f9038d83688323.jpg https://repositorio.canalciencia.ibict.br/files/original/9fbc7b9182fcb3901757241186e8eec34b0b8591.jpg |