A eficiência de um sistema de irrigação automatizado de baixo custo baseado na tecnologia de Internet das Coisas (IoT): aplicação em uma agricultura familiar

Abstract

Esta pesquisa foca na concepção e teste de um equipamento para automação de um sistema de irrigação de baixo custo, baseado na tecnologia de Internet das Coisas (IoT), para lavoura de frutas em uma agricultura familiar, O estudo foi conduzido em uma propriedade localizada em Vargem, interior do Estado de São Paulo, no cultivo de pêssegos, acerolas e goiabas. O Objetivo Geral da pesquisa é de otimizar e automatizar a gestão hídrica do cultivo de frutas. A abordagem metodológica adotada foi o Design Science Research, um método adequado ao desenvolvimento de artefatos capazes de solucionarem problemas específicos. O sistema construído integra sensores de umidade do solo e sensores meteorológicos, que aliados a dispositivos controladores e atuadores, estabelecem uma rede interconectada por meio da tecnologia de Internet das Coisas (IoT) para automatizar o acionamento de uma bomba d'água dentro de uma faixa previamente definida de umidade do solo. Uma Prova de Conceito (PoC) foi realizada oportunamente no decorrer da pesquisa e despertou a oportunidade do desenvolvimento de um sistema que coleta dados em tempo real, que aliado à automação do processo de irrigação, permitiria ao agricultor um melhor aprendizado sobre o manejo hídrico das culturas. Os resultados dessa pesquisa revelaram benefícios significativos na adoção do sistema de irrigação automatizado. Além de ser de fácil interação com o agricultor, o dispositivo monitora e controla o suprimento hídrico do solo dentro de uma faixa parametrizada estabelecida, permite o monitoramento e registro em tempo real da umidade do solo, temperatura e umidade relativa do ar. Além disso, oferece o controle remoto do acionamento da bomba d'água, e desta forma pode contribuir para redução do desperdício de água, e promover maior sustentabilidade.

This research focuses on the design and testing of equipment for automating a low-cost irrigation system, based on Internet of Things (IoT) technology, for fruit farming in a family farm. The study was conducted on a property located in Vargem, in the interior of the State of São Paulo, in the cultivation of peaches, acerolas and guavas. The general objective of the research is to optimize and automate water management in fruit cultivation. The methodological approach adopted was Design Science Research, a method suitable for developing artifacts capable of solving specific problems. The built system integrates soil moisture sensors and meteorological sensors, which, combined with controlling devices and actuators, establish an interconnected network through Internet of Things (IoT) technology to automate the activation of a water pump within a range previously defined soil moisture content. A Proof of Concept (PoC) was carried out opportunely during the research and gave rise to the opportunity to develop a system that collects data in real time, which, combined with the automation of the irrigation process, would allow the farmer to better learn about the water management of crops. cultures. The results of this research revealed significant benefits in adopting the automated irrigation system. In addition to being easy to interact with the farmer, the device monitors, and controls soil water supply within an established parameterized range, allowing real-time monitoring and recording of soil moisture, temperature and relative air humidity. Furthermore, it offers remote control of the water pump activation, and in this way can contribute to reducing water waste and promoting greater sustainability.