MÉTODO BASEADO EM CARTÃO HIDROS SENSÍVEL CODIFICADO E GEORREFERENCIADO PARA OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ANÁLISES DE DEPOSIÇÃO DE GOTAS DE PULVERIZAÇÃO.

MÉTODO BASEADO EM CARTÃO HIDROSSENSÍVEL CODIFICADO E GEORREFERENCIADO PARA OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ANÁLISES DE DEPOSIÇÃO DE GOTAS DE PULVERIZAÇÃO.

EDSON R. MINATEL1, HAMILTON H. RAMOS2, MAURO S. ANJO3

1 Cientista da Computação, Diretor de P&D, Ablevision Sistemas Computacionais, São Carlos/SP, (16) 992235519, [e-mail]

2 Engenheiro Agrônomo, Pesquisador, Instituto Agronômico de Campinas, Jundiaí/SP.

3 Cientista da Computação, Diretor geral, X-Factory Inovações Tecnológicas Ltda., São Carlos/SP.

Apresentado no

VIII SINTAG - Simpósio Internacional de Tecnologia de Aplicação de Agrotóxicos

11 a 13 de setembro de 2017 - Campinas/SP - Brasil

RESUMO: Esse trabalho resultou no desenvolvimento e validação em campo de um método que reduz em mais de 50% o tempo gasto por técnicos no processo de análise de pulverizações pelo espectro de deposição de gotas e tornou mais precisas essas análises pela eliminação da subjetividade humana na organização das amostras de papéis hidrossensíveis. O método é automatizado através de aplicativo de celular, que usa os recursos de GPS e câmera para, respectivamente, georreferenciar e ler identificadores contidos em cartões hidrossensíveis que, por sua vez, foram exclusivamente desenvolvidos dentro do escopo deste projeto. Melhorias foram constatadas com a adoção desse modelo de cartão hidrossensível, no que tange robustez e versatilidade. Um programa de computador complementa o método, permitindo que dados obtidos em campo pelo aplicativo de celular sejam sincronizados com dispositivo leitor de papéis hidrossensíveis que passou a diferenciar e organizar automaticamente a sequência de amostragem, além de contar e medir as gotas registradas nas superfícies hidrossensíveis dos cartões.

PALAVRAS–CHAVE: Papel hidrossensível, tecnologia de aplicação, deposição de gotas, automação de processos.

METHOD BASED ON GEORREFERENCED AND CODED WATER SENSITIVE CARDS FOR OPTIMIZED PROCESS OF SPRAY DROPS DEPOSITION ANALYSIS.

ABSTRACT: This work presents a method developed and validated in the field that results in reduction of over 50% on time spent in analysis of agricultural pulverization based on water sensitive paper samples. It also increases accuracy in that kind of analysis by full elimination of human subjectivity over the process. This method uses an app developed for smartphones that controls their embedded GPS and camera to get the position and to read the unique identifier printed on the developed sampling cards. These cards are water sensitive and increase versatility and robustness at this kind of technique. A computer software increments the method by allowing synchronization of data obtained in the field by the mobile app and further processing of droplet counting and measuring using the water sensitive paper reader device. Furthermore, the desktop software automatically organizes the sequence of samples and identify them uniquely.

KEYWORDS: Water sensitive paper, application technology, drop deposition analysis, process automation.

INTRODUÇÃO: O uso de papéis hidrossensíveis na análise de pulverizações pela deposição de gotas é amplamente adotado por profissionais da área em escopo mundial [SYNGENTA 1999]. A contagem das gotas a partir das manchas contidas na área sensível à água do papel requer atenção desde a tratativa da correção pelo fator de espalhamento para a correta determinação do volume da gota, até a individualização das gotas parcialmente sobrepostas que devem ser contadas separadamente para uma maior precisão dos parâmetros da pulverização que atingiu o alvo [CRUVINEL 1996, 1999; GARCIA 2004]. Para tanto, nos últimos anos o método de contagem evoluiu, eliminando-se a subjetividade da contagem manual quando a contagem passou a ser automatizada por microscópios leitores digitais [DROPSCOPE 2017]. Essa evolução, no entanto, não é observada no método convencional de amostragem por papéis hidrossensíveis e em sua organização que está sujeita a problemas como a contaminação das amostras sensíveis à água por manipulação (impressões digitais), pela forma com que o papel hidrossensível é afixado no local (grampos, adesivos, etc.) e, inclusive, pelo simples fato de se fazer anotações escritas no papel. O método aqui apresentado requereu o desenvolvimento de um inédito modelo de cartão para amostragem composto por uma área sensível à água, feita do mesmo papel hidrossensível adotado pelos especialistas, um identificador único na forma de códigos de barras bidimensionais (QR-Code) e uma área não sensível exclusiva para anotações, fixação e manipulação. Esse cartão tem seu identificador lido por um aplicativo de celular que o georreferencia e organiza sua posição amostral, evitando-se trocas. Adicionalmente, este cartão é lido por leitor dedicado que completa a análise automaticamente. Ganhos foram observados na qualidade da organização e da precisão nas análises, na redução de desperdícios pela contaminação das amostras por manipulação e na redução do tempo gasto no processo de amostragem.

MATERIAL E MÉTODOS: O método foi concebido em conjunto pelos pesquisadores da empresa Ablevision Sistemas Computacionais Ltda. e do Centro de Engenharia e Automação do IAC-SP, após relatos da metodologia de amostragem praticada pelos usuários do sistema DropScope (sistema que captura e conta gotas a partir de 40µm de diâmetro por imagens digitais desenvolvido com base em tecnologia transferida pela Embrapa Instrumentação Agropecuária e com o apoio do IMAmt – Instituto Matogrossense do Algodão). A metodologia convencional consiste em se levar a campo pacotes com 50 unidades de papéis hidrossensíveis de área retangular de 76mm x 26mm, caneta, caderno e alguma forma de fixação (grampeador, fita adesiva ou elástico). Ao chegar no local da amostragem (ex. uma plantação de algodão), o técnico abre a embalagem contendo os papeis hidrossensíveis e, com as mãos nuas, pega um papel hidrossensível novo, escreve no mesmo uma identificação e o posiciona no local (folha, solo, etc.), prendendo-o com grampos, por exemplo. Diversos usuários relataram que fracionam o papel em partes menores com o objetivo de se economizar ou se ampliar os pontos amostrais. Após o posicionamento, o técnico anota em um caderno dados da pulverização como, por exemplo, onde colocou os papéis nas plantas (em cima ou embaixo da folha, em qual terço, etc.). Antes de pulverizar e para se evitar esquecimentos, o técnico marca o local com uma bandeirola ou até mesmo com um spray de tinta colorida. Após pulverizar, o técnico coleta as amostras e as coloca em um recipiente, levando-as para contagem. Quando usado software para contagem, o técnico transcreve todas as informações anotadas em campo para o sistema usando o teclado e mouse, obtém as imagens e executa os seus processamentos para a obtenção do relatório. Esse método, apesar de amplamente aplicado, é sujeito a erros comuns aos processos subjetivos e dependentes exclusivamente de ações realizadas por pessoas. Desenvolveu-se então, inicialmente para plataformas com sistema operacional Android, um aplicativo de celular que lê um identificador QR-Code, usando-se a câmera embarcada, ao mesmo tempo que obtém dados do GPS do smartphone. Esse aplicativo também organiza os dados, automatizando o processo de amostragem. Desenvolveu-se também um modelo de cartão, chamado internamente de DropCard e mostrado na FIGURA 1(a). Este cartão possui dimensões 76mm x 26mm e é feito com papel de alta gramatura (> 200g/m2) onde em sua parte central é impresso um QR-Code contendo uma sequência de identificação única. Dentro de uma câmara seca (umidade controlada) e com um dispositivo automático para corte sem contato manual da empresa X-Factory Inovações Tecnológicas, em um dos lados é inserido um pedaço de 26mm x 25mm de papel hidrossensível e na outra extremidade é demarcada uma área para manipulação e fixação. A primeira versão do processo automatizado tem as etapas mostradas na FIGURA 2 e descritas a seguir: o técnico vai a campo com pacotes dos cartões codificados e um celular contendo o aplicativo instalado. Ao chegar ao local, o técnico abre o pacote contendo os cartões e pega um novo pela parte não-sensível (área segura). No aplicativo instalado em seu celular (que não precisa ter sinal da operadora), o técnico cria rapidamente uma nova análise e inicia a inserção de amostras tocando apenas um botão. A câmera é ligada permitindo que o técnico enquadre o QR-Code que é lido e registrado em memória, juntamente com os dados georreferenciados, data e hora. O usuário informa onde na planta colocou o cartão tocando na posição representada graficamente na tela e passa para a próxima amostra. Durante a pulverização, informa opcionalmente os dados da pulverização, a exemplo da velocidade e direção do vento, umidade relativa do ar, vazão, tipo aérea ou terrestre, entre outros dados relevantes. Após a pulverização, o aplicativo conta com uma bússola digital guiada pelo GPS e pela bússola interna que indica a direção e a distância do técnico até o local amostrado onde estão os cartões. Opcionalmente, confere se o técnico coletou todas as amostras, lendo os seus QR-Codes novamente. No software para contagem por processamento de imagens no PC, basta sincronizar o celular com o computador onde está instalado o sistema e automaticamente os dados de campo são transcritos, dispensando a entrada de dados manuais. Os cartões são inseridos em qualquer ordem no leitor que, por sua vez, organizada a sequência de amostras e faz a contagem das gotas, gerando os relatórios.