Predição altimétrica por tecnologia de aeronave remotamente pilotada para máquinas agrícolas

Abstract

A produção agrícola em áreas com relevos irregulares e declivosos, ocasionam uma série de problemas relacionadas à operação das máquinas agrícolas, tais como processos erosivos no solo, acidentes de trabalho de alta gravidade e subutilização da máquina. Um fator utilizado na gestão da variabilidade espacial do relevo é a Agricultura de Precisão (AP), pois, identificando as declividades, podem ser traçadas estratégias para mitigar os obstáculos encontrados ao mecanizar lavouras situadas em locais com declive acentuado. Nesse sentido, identificaram-se três aspectos relevantes quanto aos fatos citados: como otimizar o uso do solo de forma sustentável, como resguardar o conjunto motomecanizado dos acidentes por tombamento lateral e por fim, como proporcionar o aumento de terras aptas à mecanização. Uma importante ferramenta utilizada na AP para diferentes objetivos são as Aeronaves Remotamente Pilotadas (RPAs) e deste modo, este trabalho tem como objetivo utilizar esta tecnologia para a realização de mapeamento prévio do relevo antes do início das atividades mecanizadas. Contudo, observou-se uma limitação quanto aos aspectos da mecanização agrícola relacionadas à declividade máxima operacional, por conta do alto fator de segurança empregado na atividade agrícola, na ordem de 50% de sua declividade operacional limite. Foram mensuradas por levantamento topográfico e aerofotogramétrico, quatro áreas distintas, com inclinações médias em 38,4%, 41,2%, 6,5% e 6,3%. A metodologia utilizada

compreendeu as etapas de controle de qualidade de dados geoespaciais segundo a norma ET- CQDG, recomendação do produto geoespacial obtido em função da norma da ASPRS, análise

da acurácia altimétrica do relevo, monitoramento das diferenças de declividade e análise de similaridade das curvas de nível utilizando a distância de Hausdorff. Foi montada uma base de dados, a qual permitiu a utilização dos resultados para as aplicações concernentes à AP. Os produtos obtidos alcançaram segundo a ET-CQDG o enquadramento planimétrico e altimétrico na classe A para as escalas 1:500 e 1:1000 com equidistâncias entre as curvas de nível de 0,50 m e 1 m. Os produtos gerados enquadraram-se na recomendação intitulada mapeamento padrão e trabalhos em SIG, segundo a norma da ASPRS. A Acurácia altimétrica obtida ao nível de 95% de confiança para as quatro áreas de estudo, foram respectivamente 0,265 m, 0,178 m, 0,145 m e 0,096 m. A análise de similaridade pela distância de Hausdorff apresentou os melhores resultados para as áreas com relevo forte ondulado e os piores para as áreas com relevo suave ondulado. Para a determinação do novo fator de segurança, relacionado à declividade máxima operacional, foi obtido o valor ajustado de 5% entre as respostas das diferenças de declividade em um nível de confiança de 95%. Foi empregada a Análise de Árvore de Falhas, a partir de um hipotético acidente de trabalho, tendo apresentado a predição altimétrica como medida mitigadora do evento indesejado. Modelou-se um protótipo do sistema computacional de segurança operacional para as máquinas agrícolas. De acordo com as análises apresentadas, os mapas de declividade com curvas de nível e resolução espacial de 0,20 m desenvolvidos, apresentaram diferenças de declividade na ordem de 4,3% ao nível de confiança em 95% na situação mais crítica, habilitando o seu uso em sistemas de controle de máquinas agrícolas, otimizando o processo mecanizado, ampliando a porcentagem de áreas mecanizáveis, proporcionando o uso consciente do solo e prevenindo os acidentes por tombamento lateral do conjunto motomecanizado.