Desenvolvimento de um sistema sensor de baixo custo para a estimativa da evapotranspiração real em apoio ao imageamento por aeronaves remotamente pilotadas

Abstract

A Serra Gaúcha é uma das regiões que mais produz uvas para processamento no Brasil. A região apresenta uma condição topográfica acidentada e irregular e uma formação geológica caracterizada por solos rasos, tornando-se vulnerável a variações no balanço hídrico e no sistema microclimático. No caso de deficiência hídrica durante o período inicial de crescimento da videira e na maturação das bagas, ocorrerá redução no tamanho dos frutos e atraso no seu amadurecimento, afetando a sua coloração e favorecendo a sua queima pela radiação solar. Considerando essas peculiaridades relacionadas ao balanço hídrico, em busca de uma estimativa do componente principal desse balanço, a evapotranspiração, esta tese apresenta o desenvolvimento de um equipamento de baixo custo, em que a estimativa da evapotranspiração foi realizada considerando o balanço de energia. Com o equipamento desenvolvido, foi possível à análise e comparação de dados com estimativas oriundas de outra estação de balanço de energia, bem como, por estimativa proveniente de imageamento por Aeronaves Remotamente Pilotadas – RPA (Remotely Piloted Aircraft). Por meio do desenvolvimento do equipamento foi possível analisar a evapotranspiração com resolução espacial reduzida, facilitando o monitoramento em microescala, em virtude dos valores para a montagem do sistema que corresponderem a uma fração da aquisição de uma estação comercial. Os dados obtidos com o equipamento desenvolvido indicaram que o sistema é promissor, principalmente por tratar em termos econômicos de componentes encontrados com facilidade no mercado e com valor de aquisição baixo, quando comparados a componentes instalados nas estações comerciais. A análise técnica dos dados coletados propiciou a interpretação de que o sensor que apresentou melhor concordância com os dados obtidos com a estação comercial obteve como resposta, acima de 90% de acurácia, demonstrando a possibilidade de o equipamento ser expandido para outras culturas, visto que, os dados base para os quais os sensores foram desenvolvidos servem como alimentação para qualquer cultura agrícola.

Serra Gaucha region is one of the regions where it is produced more grapes for processing in Brazil. The region has a rugged and irregular topographic condition and a geological formation characterized by shallow soils, making it vulnerable to variations in water balance and microclimatic system. In case of water deficiency during the initial period of growth of the vine and the ripening of the berries, there will be reduction in fruit size and delay in ripening affecting its coloration and promoting its burning by solar radiation. Considering these peculiarities related to the water balance, in search for an estimate of the main component of this balance, the evapotranspiration, this thesis presents the development of a low cost equipment, in which the evapotranspiration estimation was performed considering the energy balance. With the developed equipment, it was possible to analyze and compare data with estimates coming from another energy balance station, as well as by estimation from RPA (Remotely Piloted Aircraft) imaging. Through the development of the equipment it was possible to analyze evapotranspiration with reduced spatial resolution, facilitating the microscale monitoring, due to the values for the system assembly which correspond to a fraction of the acquisition of a commercial station. The data obtained with the developed equipment indicated that the system is promising, mainly because it deals economically with components easily found in the market and with low acquisition value, when compared to components installed in the commercial stations. The technical analysis of the collected data led to the interpretation that the sensor which presented the best agreement with the data obtained with the commercial station achieved a response above 90% accuracy, demonstrating the possibility of the equipment being expanded to other cultures, since the basic data of which the sensors were developed serve as feedstock for any agricultural crop.