O documento discute o desenvolvimento de um sistema de automação da irrigação agrícola para otimizar o uso de recursos hídricos e aumentar a produtividade. O sistema usa sensores no solo para monitorar a umidade e temperatura e um algoritmo que calcula as necessidades de irrigação, acionando equipamentos via microcontrolador Arduino. O objetivo é reduzir o desperdício de aproximadamente 40% da água usada atualmente na irrigação.

1. SISTEMA DE AUTOMAÇÃO DA
IRRIGAÇÃO DO PLANTIO
Diego Luiz Cavalca
Luiz Fernandes da Silva Sales
Profª Camila Pires Cremasco Gabriel
XI FÓRUM AMBIENTAL DA ALTA PAULISTA
22 de julho de 2015

2. Agenda
• Motivação
• Objetivo
• Metodologia
• Cenário hídrico nacional
• Utilização de água na agricultura
– Desperdício no processo de irrigação
• Sistema de automação
• Arquitetura da solução proposta
– Algoritmo de irrigação
• Conclusão
• Trabalhos futuros
• Referências

3. Motivação
• Caos hídrico nacional;
– Paradoxo: Recursos Naturais X Desperdício.
• Análise do consumo da água potável no Brasil:
– Levantamento de consumos;
– Estudo de desperdícios;
• Viabilizar a utilização da tecnologia de
automação do processo de irrigação agrícola.

4. Objetivo
• Otimizar a utilização dos recursos hídricos no
processo de irrigação e aumentar a
produtividade do plantio com a utilização da
tecnologia de automação.

5. Metodologia
• Pesquisas sobre o cenário e gestão hídrica
atual;
• Análise de gargalos operacionais relacionados
a utilização da água na agricultura;
• Estudos de aplicações e recursos tecnológicos
pro benefício agrícola.

6. Cenário hídrico nacional[4]
• Brasil possui a maior quantidade de água doce do
mundo:
– 12% de toda água disponível;
– Comparações com continentes:
• EUROPEU: 7%
• AFRICANO: 10%
• Pontos negativos que comprometem o abastecimento:
– Maiores reservas concentradas em áreas de menor
população;
– Baixa exploração das fontes subterrâneas;
– Falta de planejamento e investimento governamental;
– Desperdício na utilização da água potável.

7. Utilização de água na agricultura
• A produção agrícola nacional consome 72% de toda
água potável captada no Brasil;
• É, historicamente, umas das principais bases da
economia do país:
– Representa ~23% PIB/Brasil (2013)
• R$ 1 trilhão
• Resiliência em números (2014):
– Crescimento Brasil: 2,3%
– Expansão do setor: 7%
• Safra recorde de grãos: 193 milhões de toneladas!
*Fontes:
http://economia.uol.com.br/agronegocio/noticias/redacao/2013/12/11/pib-agricola-bate-r-1-trilhao-e-chega-perto-de-14-do-pib-do-pais-diz-cna.htm
http://brasil.elpais.com/brasil/2014/02/27/economia/1393516233_642071.html

8. Desperdício no processo de irrigação
• Estima-se ~40% de desperdício de água na agricultura:
– Demanda: 7 trilhões de litros;
– Desperdício: 3 trilhões de litros;
• Ineficiência no processo de irrigação:
– Naturais: evapotranspiração e ação do vento no plantio,
que acabam gerando maior necessidade de água no solo;
– Humanos: maior responsável pela deficiência da irrigação,
uma vez que pela baixa instrução técnica e falta de
artefatos necessários, acabam jogando água em excesso
no plantio, que muitas das vezes acabam atrapalhando a
produção dos alimentos.

9. Sistema de automação
• Plataforma open-source Arduino:
– Solução completa para projetos de automação:
• Microcontrolador: arquitetura reduzida de um
computador convencional, realizando entrada,
processamento e saída de informações;
• Módulos (shields): hardwares que podem ser
acoplados ao microcontrolador a fim de lhe aumentar a
capacidade de captura de dados e transmissão de
comandos de automação.
– Exemplos: Internet, Relé, Sensor de variáveis de ambiente
(umidade e temperatura) e solo (PH, umidade) e etc.

10. Arquitetura da solução proposta

11. Leitura contínua
das variáveis
(solo/ambiente)
IRRIGAR
ALGORITMO DE
IRRIGAÇÃO
Banco de dados
do plantio
1 2
3
4
5 6

12. Algoritmo de irrigação
• Informações de entrada:
– Fixas: dados da cultura;
– Variáveis: dados das leituras do solo/ambiente;
• Processamento:
– Cruzamento das informações;
– Cálculo analítico (fórmula) para a irrigação do plantio;
• Saída:
– Comandos para automação do acionamento do
sistema de irrigação;

13. Conclusão
• Estamos em uma grande expansão agrícola
em nosso país, e este momento seria uma
excelente oportunidade de termos uma
grande expansão em economia de água
através do uso de tecnologias de automação,
conforme propomos neste artigo.

14. Trabalhos futuros
• Definir local e cultura para estudo
• Aprofundar estudos de irrigação do solo
• Elaborar algoritmo de automação
• Validar sistema através de implementação e
testes in loco

15. Referências
[1] FRANÇA, Júnia Lessa et al. Manual para normalização de publicações técnico-cientificas. 6. ed. rev.
e ampl. BeloHorizonte: UFMG, 2003. 230 p.
[2] IBGE. Normas de apresentação tabular. 3. ed. 1993.
[3] LAKATOS, Eva Maria; MARCONI, Marina de Andrade. Fundamentos de metodologia científica. 3. ed.
rev. e ampl. São Paulo: Atlas, 1991. 270 p.
[4] Notícias UOL, Com 12% da água doce mundo, o Brasil cuida bem dela?, Maceió, 21 de Mar. 2015.
Disponível em: <http://noticias.uol.com.br/cotidiano/ultimas-noticias/2015/03/21/com-12-da-agua-
doce-mundial-o-brasil-cuida-bem-dela-veja-respostas.htm>. Acesso em: 07 jul. 2015
[5] Agência Nacional das Águas. Balanço Hídrico no Brasil, Brasília, 05 de Jun. 2015. Disponível em:
<http://balancohidrico.ana.gov.br/>. Acesso em: 05 jun. 2015.
Brasil Post. Com reajuste menor, Sabesp vai atrasar obras contra crise de água em SP, São Paulo, 05 de
Jun. 2015. Disponível em: <http://www.brasilpost.com.br/news/agencia-nacional-de-aguas/>. Acesso
em: 05 jun. 2015.
Estadão. Irrigação agrícola e desperdício de água, São Paulo, 03 de Mar. 2015. Disponível em:
<http://opiniao.estadao.com.br/noticias/geral,irrigacao-agricola-e-desperdicio-de-agua-imp-,1643238>.
Acesso em: 05 de jun. 2015.

16. Referências
Brasil. A agricultura é vilã ou vítima na crise hídrica?, São Paulo, 04 de Mar. 2015.
Disponível em:
<http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2015/03/150302_agua_agricultura_pai>.
Acesso em: 05 de jun. 2015.
ANTONELLI, D. Quase metade da água usada na agricultura é desperdiçada, São
Paulo, 21 de Mar. 2015. Disponível em: <http://www.gazetadopovo.com.br/vida-e-
cidadania/quase-metade-da-agua-usada-na-agricultura-e-desperdicada-
8cloqojyzd90xgtv7tdik6pn2>. Acesso em: 05 de jun. 2015.
RIBEIRO, M. Para não faltar água, multa por consumo excessivo deve ser
permanente, São Paulo, 20 de Jan. 2015. Disponível em:
<https://www.sosma.org.br/artigo/para-nao-faltar-agua-multa-por-consumo-
excessivo-deve-ser-permanente/>. Acesso em: 05 de jun. 2015.
Akatu. Setor industrial e agropecuário são campeões no consumo de água, São Paulo,
23 de Nov. 2006. Disponível em: <http://www.akatu.org.br/Temas/Cadeias-
Produtivas/Posts/Setores-industrial-e-agropecuario-sao-campeoes-no-consumo-de-
agua>. Acesso em 05 de jun. 2015.