APLICAÇÃO DE VEÍCULO AÉREO NÃO TRIPULADO DE ASAS ROTATIVAS: UM ESTUDO SOBRE SOBRE SUA UTILIZAÇÃO NO MEIO AMBIENTE
Bruno Eduardo Teixeira1, Marcelo Eduardo de Oliveira2, João Victor Curi de Moura3, Gabriel Alecsander Aparecido Leite4, Simon Skarabone Rodrigues Chiacchio5, André Luis Céspedes da Silva6, Guilherme Augusto Spiegel Gualazzi7, Adriano Rogério Bruno Tech8
1 - Universidade de São Paulo
2 - Universidade de São Paulo
3 - Universidade de São Paulo
4 - Universidade de São Paulo
5 - Universidade de São Paulo
6 - Universidade de São Paulo
7 - Universidade de São Paulo
8 - Universidade de São Paulo
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RESUMO -
Atualmente pode-se observar o aumento da utilização das inovações tecnológicas nos mais diversos campos de atuação em meio a sociedade, como por exemplo as inovações da indústria, da medicina, da educação, da agricultura, entre outras. Essas inovações tecnológicas vêm se aperfeiçoando com vistas a facilitar o dia a dia das pessoas e são consequência do avanço científico e tecnológico que surgiu com a chegada do capitalismo e da globalização. Este estudo visa a utilização de uma destas inovações tecnológicas, um veículo aéreo não tripulado de asas rotativas (quadricoptero), como auxilio a área da engenharia ambiental perante a coleta de informações por meio de sensores com vistas a realização de um estudo sobre cultivos e suas possíveis influencias ao meio ambiente na região do município de Pirassununga. Os dados coletados serão disponibilizados em uma plataforma colaborativa e-Science, por meio da qual pretende-se promover a colaboração interdisciplinar entre cientistas.
Palavras-chave: Inovações Tecnológicas. Asas Rotativas. Meio Ambiente. Clima
APPLICATION OF A NON-TRIPULATED AIR VEHICLE OF ROTARY WINGS: A STUDY ON ITS USE IN THE ENVIRONMENT
ABSTRACT - Nowadays, it has been noticed an increase in the use of technological innovations in the most diverse fields of activity in the midst of society, such as innovations, medicine, education, agriculture, among others. These technological innovations have been improving in order to facilitate everyday life of people and they are a result of scientific and technological advance that has arisen with the arrival of capitalism and globalization. This study aims to use one of these technological innovations, an unmanned aerial vehicle of rotorcraft (quadricopetero), how to help the environmental engineering area before collecting information by means of sensors in order to carry out a study on cultivation and its influences on the environmental in the region of the city of Pirassununga. The collected data are made available on a collaborative e-Science platform of the Laborattory of Technology and Systems Information, which seeks interdisciplinary collaboration between scientists.Keywords: Technological Innovations, Rotorcraft, Environment, Climate
Introdução
Nos últimos anos muitos são os esforços para que as diversas atividades sejam administradas de maneira integrada e que essa integração gere dados confiáveis para a tomada de decisão. Com o intuito de aplicar novos tipos de tecnologia para o monitoramento das atividades na área das ciências ambientais, pensou-se sobre a utilização de um novo método para o monitoramento da temperatura do ar em pontos de altura diversos, através da utilização de um quadricoptero, utilizando um meio remotamente pilotado. As novas tecnologias e soluções de diferentes frentes vem crescendo muito com o passar dos anos, inclusive a nível nacional, onde está sendo difundida a utilização de um sistema muito inovador que está em crescente ascensão e, que pode ser amplamente explorado nas mais diversas áreas, o qual vem sendo conhecido como Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT), em especial o sistema conhecido como Aeronave Remotamente Pilotada (ARP), também popularmente conhecidos como drones.Revisão Bibliográfica
De acordo com os relatos de Medeiros (2007, p.18), veículos aéreos não tripulados são considerados pequenas aeronaves, capazes de executar atividades dos mais diversos tipos, sem a necessidade de qualquer contato físico. Por ser um sistema que não necessariamente careça de um piloto a bordo da aeronave, e por não precisar haver contato direto com o local onde se quer trabalhar ou medir, isso o torna um sistema vantajoso. Os estudos nessa área vêm aumentando, devido a melhorias envolvendo novas tecnologias, o que possibilita a redução de preço dos produtos e também da qualidade dos mesmos. A modernização da agricultura tem provocado crescente desenvolvimento em todas as atividades industriais do setor. A expansão da agricultura “moderna” ocorre concomitante com a constituição do complexo agroindustrial, modernizando a base técnica dos meios de produção, alterando suas formas de cultivo agrícola e gerando efeitos sobre o meio ambiente. A concepção da agricultura de precisão (AP) se desenvolveu na Europa, e em seguida nos Estados Unidos, sendo uma atividade que se ampliou como forma de amenizar os prejuízos causados pela agricultura ao meio ambiente (MEDEIROS, 2007, p.5). De acordo com Molin (2013), o primeiro passo decisivo para a implantação da agricultura de precisão foi dado por meio do surgimento do Sistema de Posicionamento Global por Satélite (GPS) em meados de 1990, já no Brasil as atividades datam de 1995 com a chegada de novos equipamentos, em especial colheitadeiras equipadas com monitores de propriedade. De acordo com Coelho (2005), entre os aspectos englobados pela agricultura de precisão estão a variabilidade dos solos, clima, diversidade de culturas, o desempenho de máquinas agrícolas e insumos naturais ou sintéticos utilizados no desenvolvimento de cultivos agrários. As imagens obtidas através da utilização de VANTs foram de extrema importância para analisar os focos de capim-colonião e sua cobertura no solo. Dessa forma, segundo estudos realizados, os VANTs desempenham determinadas tarefas típicas do meio rural com melhor eficácia do que satélites e aviões convencionais utilizados na agricultura (HERWITZ et. al., 2004; SILVA et. al., 2014, p. 6). Segundo Coelho (2005), a aquisição de informações sobre algum objeto sem estar em contato físico direto, pode ser definido como sensoriamento remoto. Através das leituras realizadas pelos sensores, torna-se possível analisar qual a melhor atitude a ser tomada, de acordo com a deficiência encontrada, podendo assim resolver um problema de plantio ou mesmo identificar possível contaminação do solo. De acordo com Dalbelo (2013), esses levantamentos são possíveis devido ao mapeamento e gerenciamento que a captura de imagem pode fazer. O baixo custo atrelado à atividade de sensoriamento remoto realizado pelos VANTs comparadas a outros meios de medição podem viabilizar a gestão e o gerenciamento das atividades, referentes à análise do clima como um todo nessa região. Um desafio para a análise do meio ambiente é a tomada de decisão com base em informações reais e produzidas com confiabilidade e rapidez, as quais podem favorecer a gestão eficiente das atividades de gerenciamento remoto. Os dados coletados em pesquisas dessa natureza podem ser disponibilizados em ambientes colaborativos e-Science que facilitam novas dimensões da pesquisa e experimentação, através da colaboração interdisciplinar global, envolvendo tanto as pessoas quanto os recursos compartilhados. Estas colaborações em mega-escala são sustentadas pelas infraestruturas do e-Science que apoiam e melhoram o processo científico, permitindo mais eficiência de produção, análise e compartilhamento de experiências, resultados e outras informações relacionadas (HEY; TREFETHEN, 2003).Materiais e Métodos
Para o desenvolvimento do estudo será utilizada uma aeronave modelo quadricoptero (Figura 1) com autonomia de voo de aproximadamente 20 minutos. A altura dos testes realizados ficou em 5, 10 e 15 metros, em um raio de aproximadamente 20 metros do piloto. A escolha pelo VANT de asa rotativa está ligada a necessidade de que o sistema, por um determinado espaço de tempo, permaneça pairando para que seja possível aferir as medições de temperatura necessárias à análise do ambiente em estudo, característica típica deste tipo de aeronave. O objetivo é demonstrar como foram realizados os testes práticos relacionados ao comportamento da aeronave com relação à medição de temperatura. Os testes elaborados até o momento foram concretizados em datas diferentes de acordo com o que se planejou testar, e conforme tabela 1. Os resultados coletados durante o experimento serão compartilhados através de um sistema computacional que integrará a plataforma colaborativa e-Science do Laboratório de Tecnologia e Sistemas de Informação da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo.Resultados e Discussão
Conforme os estudos realizados com a implantação e utilização do sensor é possível a utilização do quadricoptero para a realização das medições de temperatura. Pode-se realçar então a importância do desenvolvimento e aplicação de novos meios tecnológicos em auxilio às pesquisas que podem ser realizadas através utilização dos VANT. Foi constatado que a utilização dos ARPs agrega muita informação e pode colaborar de forma significativa em diversos ramos do conhecimento científico.Conclusões
De acordo, com os resultados obtidos a partir dos testes realizados em campo, permite-se ressaltar que é possível e viável, a utilização de VANTs para o monitoramento e acompanhamento das atividades de voos estabilizados e acredita-se que com estes resultados é possível a obtenção das medições de temperaturas. O conjunto de quadricoptero equipado com os equipamentos necessários para atuar como um veículo aéreo não tripulado empregado para os estudos apresentou resultados satisfatórios para sua aplicação de um voo estabilizado e com a possibilidade de parar em alturas diferenciadas, sendo possível a realização de medições necessárias. Os dados coletados serão disponibilizados em uma plataforma colaborativa e-Science do Laboratório de Tecnologia e Sistemas de Informação, por meio da qual pretende-se promover a colaboração interdisciplinar entre cientistas de diversos locais do mundo, a transferência de conhecimento e a aceleração de pesquisas científicas.Gráficos e Tabelas
