Desenvolvimento de um sistema de medição da cobertura de aplicação de defensivo agrícola usando marcadores ultravioleta
As variações na qualidade dos produtos agrícolas ocorrem tanto pela variedade de cultivares, nutrição e por problemas climáticos e biológicos. Para se obter a melhor qualidade possível do produto agrícola, o produtor investe, entre outros, em defensivos agrícolas. Os defensivos agrícolas são aliados no controle biológico, mas com significativa participação nos custos de produção. Deve-se aplicar a menor quantidade possível de defensivos para reduzir custos. Neste cenário é essencial inovar nas tecnologias de aplicação. A tecnologia de aplicação deve proporcionar uma correta deposição do defensivo agrícola no ponto que se deseja atingir da forma mais econômica e sustentável. Logo deve-se buscar a maior área de cobertura do defensivo sobre o alvo. O presente trabalho trouxe uma inovação tecnológica na mensuração da área de cobertura do defensivo agrícola com um sistema de baixo consumo de energia da fonte emissora de UV. O sistema retornou a porcentagem da área do alvo que foi coberta com o defensivo em um tempo muito pequeno, próximo de um controle em tempo real. Com o auxílio de marcadores fosforescentes, que respondem bem ao ultravioleta, o sistema é capaz de capturar a imagem de uma amostra do alvo, processar e retornar o cálculo da porcentagem de cobertura. Com programa ImageJ, de arquitetura aberta e de domínio público, a análise e processamento de imagens digitais tornou-se muito rápida e eficaz. Em menos de 1 segundo o sistema faz o cálculo da porcentagem da superfície do alvo que foi coberto com o defensivo agrícola. Com um sistema de medição portátil, o operador do sistema de pulverização poderá fazer os ajustes necessários no equipamento de aplicação do defensivo agrícola a fim de garantir uma aplicação eficiente e eficaz. A partir de uma amostra de folhas de uva, imagens digitais foram capturadas com iluminação ultravioleta, emitida por um Chip Led UV de 400 nm de comprimento de onda e 20W de potência. Para captura das imagens digitais, utilizou-se uma câmera Canon EOS T5 montada com lente EF 50mm f/1.2L USM. A câmera foi posicionada a uma distância de 0,45 m da cena. Uma rotina computacional (macro instruction) para o ImageJ foi desenvolvida para processar e retornar a área de cobertura do pigmento fosforescente. O ImageJ retornou valores percentuais da cobertura rapidamente. A metodologia desenvolvida se mostrou capaz de calcular a porcentagem de cobertura de aplicação de defensivos agrícolas. A fonte de radiação UV com um chip Led demonstrou-se robusta, eliminou a inconveniência da lâmpada de bulbo de vidro. A facilidade de alimentação de energia elétrica a partir de bateria ou a USB do notebook também é um diferencial para o chip Led. Pesquisas com filtro UV embora proteja a lente óptica da câmera contra riscos, poeira e gordura dos dedos, não alterou os resultados das imagens capturadas. Pesquisas futuras poderão experimentar filtros passa faixa estreita” (narrow bandpass filter) a fim de deixar passar a frequência de melhor resposta do marcador fosforescente. Por fim melhorias no programa e nos elementos do sistema poderão culminar em um sensor capaz de mensurar a eficácia da aplicação do defensivo agrícola em tempo real, ou seja, poderá ser embarcado no sistema de aplicação.
Desenvolvimento de um sistema de medição da cobertura de aplicação de defensivo agrícola usando marcadores ultravioleta
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DOI: 10.22533/at.ed.73421220211
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Palavras-chave: defensivos agrícolas; tecnologias de aplicação; mensuração da área de cobertura
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Keywords: pesticides; application technologies; measurement of the coverage area
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Abstract:
Variations in the quality of agricultural products occur both due to the variety of cultivars, nutrition and climatic and biological problems. In order to obtain the best possible quality of the agricultural product, the producer invests, among others, in pesticides. Pesticides are allies in biological control, but with a significant share in production costs. The least amount of pesticides should be applied to reduce costs. In this scenario, it is essential to innovate in application technologies. The application technology must provide a correct deposition of the crop protection product at the point that it is desired to achieve in the most economical and sustainable way. Therefore, the largest defensive coverage area on the target should be sought. The present work brought a technological innovation in the measurement of the pesticide coverage area with a low energy consumption system from the UV emitting source. The system returned the percentage of the target area that was covered with the defensive in a very short time, close to a real-time control. With the aid of phosphorescent markers, which respond well to ultraviolet, the system is able to capture the image of a sample of the target, process and return the calculation of the percentage of coverage. With ImageJ program, open architecture and public domain, the analysis and processing of digital images became very fast and effective. In less than 1 second, the system calculates the percentage of the target surface that was covered with the crop protection product. With a portable measuring system, the spray system operator will be able to make the necessary adjustments to the pesticide application equipment in order to ensure an efficient and effective application. From a sample of grape leaves, digital images were captured with ultraviolet lighting, emitted by a UV Led Chip with 400 nm wavelength and 20W of power. To capture digital images, a Canon EOS T5 camera mounted with an EF 50mm f / 1.2L USM lens was used. The camera was positioned at a distance of 0.45 m from the scene. A computational routine (macro instruction) for ImageJ was developed to process and return the coverage area of the phosphorescent pigment. ImageJ quickly returned percentage coverage values. The developed methodology proved to be capable of calculating the percentage of application of crop protection products. The UV radiation source with a Led chip proved to be robust, eliminating the inconvenience of the glass bulb. The ease of supplying electric power from the battery or the USB of the notebook is also a differential for the Led chip. Research with a UV filter, while protecting the camera's optical lens from scratches, dust and grease from the fingers, did not alter the results of the captured images. Future research will be able to try narrow bandpass filters ”(narrow bandpass filter) in order to pass the frequency of the best response of the phosphorescent marker. Finally, improvements in the program and in the elements of the system may culminate in a sensor capable of measuring the effectiveness of the application of pesticide in real time, that is, it can be loaded into the application system.
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Número de páginas: 12
- Antonio Carlos Loureiro Lino
- Inácio Maria Dal Fabbro
- Ana Cristina da Silva
- Edson d'Avila
