Agricultura de Precisão

O correto uso do PILOTO AUTOMÁTICO

Neste artigo são listados oito fatores que devem ser considerados para o pleno funcionamento dessa tecnologia de agricultura de precisão

Engenheiro agrônomo José Vitor Salvi, mestre em Agronomia, Professor da Fatec Shunji Nishimura, de Pompeia/SP - josevitorsalvi@gmail.com

As ferramentas utilizadas no que se convencionou denominar de agricultura de precisão podem, de acordo com diversos autores, ser divididas em basicamente dois grupos que se complementam: aquelas em que o primeiro objetivo é a melhoria da eficiência nas operações mecanizadas e aquelas voltadas ao gerenciamento da variabilidade espacial. Está cada vez mais comum o produtor, ao adquirir uma máquina nova (trator, colhedora ou automotriz), vir com tecnologia embarcada, como o sistema de direção automática, conhecido popularmente como piloto automático.

Essa tecnologia está vindo de série em alguns modelos de máquinas novas ou pré-instalada, com necessário acréscimo no investimento para o piloto automático completo. Isso está permitindo que a tecnologia de piloto automático fique acessível ao produtor, que permite, segundo bibliografia especializada, o aumento da eficiência das máquinas agrícolas. Com a redução de erros de paralelismo na realização de operações mecanizadas, permitindo que o operador, durante a operação, esteja com a atenção voltada ao trabalho em si, e não para direcionar a máquina. Essa tecnologia fornece benefícios prontamente mensuráveis e não requerem alterações operacionais expressivas no sistema de produção, podendo ser considerados como um dos primeiros passos no uso das tecnologias de Sistemas de Navegação Global por Satélite (GNSS).

O piloto automático que está vindo embarcado com as máquinas agrícolas é o de atuador hidráulico. Esse tipo de piloto atua diretamente na válvula controladora do fluxo de óleo da direção da máquina. Para o pleno funcionamento dessa tecnologia, há a interação de diversos componentes que necessitam ser conhecidos e levados em consideração.

Sendo assim, o objetivo deste texto é apresentar os fatores a serem analisados para o sucesso do uso dessa tecnologia. Para tal, serão mostrados oito itens cruciais para uso do piloto automático em operações agrícolas.

1. Escolha da correção GNSS: cada operação agrícola requer um nível de precisão no posicionamento e consequentemente é necessário adequar o tipo de correção GNSS a ser utilizada nas operações. A precisão da correção que está se utilizando ajuda a determinar na precisão na qual ela é determinada. A antena GNSS que vem com o piloto automático, geralmente, apresenta correção por algoritmo (L1). Esse tipo de correção não necessita investimento adicional, apresentando uma precisão entre passadas (acurácia de curto prazo) de 25 cm, em média.

Esse tipo de correção GNSS não apresenta acurácia de longo prazo, sendo assim, a correção L1 é utilizada para operações agrícolas que não necessitam de repetibilidade, ou para operações em que a sobreposições entre passadas é elevada como a adubação a lanço. Para operações que necessitam de repetibilidade, como utilizar as linhas de plantio como referência para a colheita, ou sobreposições entre passadas estreitas, como a semeadura de grãos, ou a utilização do mesmo rastro na pulverização em grãos, é necessário utilizar correções acuradas (L1/L2 iguais ou menores que 5 cm, em média) que possuem investimentos como anuidades, ou requerem bases de correção (RTK).

2. Planejamento da operação: o uso de piloto automático permite observar os trajetos virtualmente na cabine do trator, que podem ser criados em escritório ou no campo, dependendo do tipo de correção GNSS utilizado (em correções acuradas que apresentam repetibilidade, o trajeto pode ser elaborado em escritório). O planejamento dos trajetos é de suma importância para o controle de tráfego das máquinas no campo. E com os trajetos virtuais é possível planejar qual tipo de percurso pode ser realizado durante a operação, não necessariamente realizar o percurso alternado (“vai e vem”) como teria que realizar quando utilizava marcadores físicos (no solo), podendo realizar perpercursos contínuos (fechando ou abrindo o quadro), já que é possível visualizar todos os trajetos virtuais no monitor do piloto, inclusive os realizados e os não realizados. Com isso, é possível otimizar o tempo de direcionamentos, acarretando em melhorias na eficiência operacional.

3. Sistema mecânico: em relação ao sistema mecânico, no caso de trator, o conjunto trator-máquina/implemento necessita estar com o lastro adequado de acordo com a operação a ser realizada. Para todos os tipos de máquinas, os rodados dianteiros necessitam estar alinhados, pneus calibrados e, no caso de automotrizes, é necessário verificar folgas nos terminais de direção. O manual do fabricante indica a frequência de manutenção dos componentes mecânicos.

4. Sistema hidráulico: é necessário verificar, de acordo com a recomendação do fabricante, os cilindros da direção, se as mangueiras hidráulicas do conjunto piloto apresentam vazamentos, se a bomba de óleo está em conformidade e se as pressões envolvidas no sistema estão de acordo com as especificações.

5. Sistema eletrônico: o piloto automático de atuador hidráulico possui um conjunto de cabeamentos eletrônicos que possuem fusíveis, relés e conectores, os quais, em caso de falhas de funcionamento do piloto, necessitam ser verificados. O piloto automático também possui uma central eletrônica (módulo de controle) que possui sensores inerciais (acelerômetros e giroscópios) que têm a função de realizar a compensação do terreno, pois quando a máquina trafega em terrenos inclinados, a projeção da linha do percurso é deslocada do centro do veículo, ocorrendo desalinhamento. Os sensores mensuram as posições horizontais, verticais e transversais da máquina, corrigindo os erros em tempo real. Em alguns modelos, estes sensores estão localizados na antena GNSS. Os monitores dos pilotos automáticos possuem telas de diagnósticos para verificar se esses sensores estão funcionando.

6. Configuração e calibração: a configuração e a calibração são itens cruciais para o funcionamento do piloto automático. A configuração consiste desde medições sobre a geometria do conjunto trator-implemento (ou da máquina automotriz) até se o monitor está em modo de piloto automático. Essas medidas dizem respeito à posição da antena GNSS na máquina: altura da antena em relação ao solo, se a antena está simétrica transversalmente em relação ao conjunto mecanizado, se a distância da antena em relação ao local de aplicação (barra de pulverização, por exemplo, ou plataforma de corte, em relação à colhedora) está com a medição correta, e outras medidas solicitadas de acordo com cada fabricante. Outra configuração diz respeito à correção GNSS: informar tipo de correção a ser utilizada, qual o canal de rádio RTK será utilizando, etc. Além da configuração, o piloto automático necessita periodicamente ser calibrado para que o sistema eletrônico interaja com os outros sistemas da máquina. Essa calibração deve rigorosamente ser seguida de acordo com as recomendações do fabricante.

Trator com tecnologia embarcada: a tecnologia está vindo de série em alguns modelos de máquinas novas ou é posteriormente instalada

7. Interação solo-máquina e máquina- planta: para cada operação agrícola é necessário verificar como será a interação da máquina com o solo, pois em uma área com o solo com palha (ou em solo solto) requer mais manobras do que em uma área com um solo firme. O mesmo raciocínio vale para um trator, que possui piloto automático, que está em um determinado momento realizando uma aração e posteriormente rebocando um pulverizador de arrasto. Os monitores dos pilotos possuem ajustes para a resposta do direcionamento nestas diferentes situações que a máquina possa passar. No caso de colhedoras, a interação máquina-planta pode interferir no sucesso da direção automática, como no caso de colhedora de cana, em que, se a cana a ser colhida possui colmos acamados e entrelaçados, a máquina apresentará dificuldades de direcionar em relação a um canavial com colmos eretos.

8. Trator e máquina rebocada: no caso de tratores que utilizam máquinas de arrasto pela barra de tração (rebocadas), como por exemplo uma semeadora, durante a operação em terrenos inclinados e curvas fechadas, ou até em uma semeadora com sulcadores em profundidade diferente dos demais, pode causar um desalinhamento do trator com a semeadora, já que o piloto automático estará esterçando o trator, e não o conjunto, podendo aumentar o erro de paralelismo da operação. Para esse fato, existe soluções no mercado de correção da máquina rebocada, denominada de correção passiva e ativa.

Em ambos, a identificação do desalinhamento entre o trator e a máquina rebocada será realizada por uma antena GNSS na máquina rebocada e, por diferença de coordenadas em relação ao trator, será identificado o desalinhamento. No sistema da correção passiva, quando identificado o desalinhamento em relação ao trator, o sistema altera o percurso do trator até os dois equipamentos estarem alinhados. No caso do sistema de correção ativa, quando identificado o desalinhamento, um conjunto mecânico-hidráulico realiza o alinhamento do conjunto. O sistema ativo é muito utilizado para plantadoras de canade- açúcar e de batata.

Conhecimento da tecnologia — Como é observado neste texto, para o sucesso do uso da tecnologia de piloto automático de atuador hidráulico é imprescindível um bom conhecimento da tecnologia que está sendo utilizada, adequar o tipo de correção GNSS às operações agrícolas, realizar as configurações e calibrações necessárias, verificar a interação solo-máquina e máquina- planta, realizar o planejamento da operação e estar atento com o uso de tratores com piloto automático em máquinas rebocadas. Caso esses itens não estejam em conformidade com o fabricante do equipamento, podem ocasionar direcionamento irregular, distâncias equivocadas entre passadas ou comportamentos inesperados do piloto.