Embora a maior parte da pulverização aérea de defensivos agrícolas no Brasil seja realizada com aeronaves tradicionais como aviões e helicópteros, o uso de aeronaves menores pilotadas remotamente, tem ganhado aceitação significativa por aplicadores de defensivos em muitos outros países. Uma variedade de nomes e siglas estão associadas a essas aeronaves pilotadas remotamente.
Tipos de nomenclaturas utilizadas para o drones agrícolas
| Nome | Sigla |
| Veículo Aéreo não Tripulado (Unmanned Aerial Vehicle) | UAV |
| Sistema Aéreo não Tripulado (Unmanned Aerial System) | UAS |
| Veículo pilotado remotamente(Small Unmanned Aerial System) | SUAS |
| remotely piloted vehicle (Remotely Piloted Vehicle) | RPV |
| Aeronave pilotada remotamente (Remotely Piloted Aircraft) | RPA |
| Aeronave operada remotamente (Remotely Operated Aircraft) | ROA |
| Sistema de aplicação aérea pilotado remotamente (Remotely Piloted Aerial Application System) | RPAAS |
Os nomes UAV (Veículo Aéreo Não Tripulado) e UAS (Sistema de Aeronaves Não Tripuladas) sejam os termos mais comumente usados para essa tecnologia, o nome mais popular entre o público em geral é “drone”, que será utilizado ao longo deste documento.
Esse artigo destaca as especificações de pulverização com drones, as razões pelas quais eles podem ser uma escolha para pulverização aérea e os desafios que limitam seu uso por aplicadores de pesticidas.
Vale mencionar que produtos de proteção de cultivos em formato seco, incluindo inseticidas, herbicidas, biológicos e fertilizantes secos, também podem ser aplicados com drones mas nosso foco vai ser a pulverização agrícola de líquidos.
Os drones entraram no cenário agrícola inicialmente para operações não relacionadas à pulverização, como a coleta de dados sobre as condições das lavouras e dos talhões, visando aumentar a lucratividade na produção agrícola. Os drones capturam diversos dados importantes e georreferenciados como:
- Características do solo (tipo, teor de umidade e nutrientes);
- Localização de drenos subterrâneos;
- Nível de estresse nutricional das culturas;
- Emergência das plantas ou contagem de pés;
- Identificação de espécies de ervas daninhas e nível de infestação;
- Detecção de insetos e doenças.
Os drones monitoram de maneira eficaz o crescimento das plantas, coletando e entregando dados em tempo real desde o surgimento das culturas até a colheita. Com a ajuda de tecnologia de GPS (Sistema de Posicionamento Global) ou GNSS (Sistema Global de Navegação por Satélite), câmeras de alta resolução e velocidades e altitudes de voo variáveis, os drones conseguem fornecer uma vasta quantidade de informações sobre cada centímetro quadrado de solo ou cultura.
O uso de drones na agricultura brasileira é relativamente recente, mas o uso global tem crescido significativamente nos últimos 10 anos e deve continuar em expansão nos próximos anos. De acordo com um relatório da Mordor Intelligence, “Mercado global de drones agrícolas deve ultrapassar R$ 23 bilhões até 2029“.
Tradicionalmente, a pulverização aérea de pesticidas é realizada com aeronaves convencionais de asa fixa ou helicópteros tripulados. No entanto, isso está mudando. Pequenas aeronaves pilotadas remotamente estão sendo usadas para aplicar pesticidas em todo o mundo, especialmente no Leste Asiático (principalmente China, Japão e Coreia do Sul). Por exemplo, cerca de 2.800 helicópteros não tripulados estavam registrados até março de 2016 no Japão, pulverizando mais de um terço dos campos de arroz do país.
Embora o arroz seja a principal cultura tratada com drones no Japão, o uso de drones para tratar outras culturas, como trigo, aveia e soja, tem crescido constantemente (Iost Filho, F. H., et al., 2020). Um relatório indica que 30% da pulverização de pesticidas na Coreia do Sul é feita com drones (CropTracker, n.d.).
A Coreia e o Japão usam drones há anos, principalmente helicópteros controlados remotamente com um único rotor. O uso de drones multirrotores é mais recente nesses países, enquanto a China experimentou o maior crescimento no uso de drones multirrotores para pulverização de pesticidas.
O primeiro drone de pulverização multirrotor na China foi fabricado em 2009. Em 2016, 200 empresas fabricavam e vendiam mais de 169 modelos diferentes de drones multirrotores para pulverização, com vendas totais superiores a 10.000 unidades.
Os fabricantes chineses de drones continuam a lançar um ou dois novos modelos anualmente, muitas vezes com melhorias significativas. Atualmente, a China é, de longe, o maior usuário de drones multirrotores. Em 2020, a China pulverizou aproximadamente 26 milhões de hectares utilizando drones para aplicação de defensivos agrícolas. No ano seguinte (2021), essa área aumentou para aproximadamente 62 milhões de hectares.
A pulverização de culturas com drones na China inclui não apenas inseticidas e fungicidas, mas também herbicidas e desfolhantes. Embora o uso de drones de pulverização na China tenha começado em 2015, o uso de drones para pulverização de pesticidas em outros países, até 2024, ainda corresponde a uma pequena porcentagem do uso atual na China.
Conforme relatado pelo People’s Daily Online (2022), de acordo com dados do Centro Nacional de Extensão e Serviço Agro-Tecnológico (NATESC) da China, havia cerca de 4.000 drones de proteção de cultivos em 2016. Em 2021, mais de 120.000 drones foram usados para pulverizar pesticidas em mais de 71 milhões de hectares de terras agrícolas no país, e havia mais de 200.000 pilotos de drones agrícolas.
Em contraste, a pulverização com drones ainda está em sua fase inicial nos Brasil, embora o interesse por essa tecnologia por parte dos aplicadores de pesticidas esteja crescendo gradualmente.
O uso de drones para pulverização de pesticidas é atraente principalmente por quatro motivos:
- Quando a topografia ou as condições do solo não permitem o uso de pulverizadores terrestres tradicionais ou aeronaves agrícolas convencionais.
- Quando aviões e helicópteros não estão disponíveis no momento em que é necessário ou são muito caros para uso.
- Quando as áreas são pequenas, os drones pulverizam de forma mais eficiente pequenos campos de formato irregular.
- Na questão de segurança, por ser uma operação remota os drones reduzem significativamente o risco de os aplicadores serem contaminados pelos pesticidas, especialmente aqueles que utilizam pulverizadores costal muito utilizado em lavouras de café, citrus e banana.
Componentes de um drone para aplicação de defensivos.
Embora sejam pequenos, os pulverizadores de drones possuem todos os componentes dos grandes pulverizadores terrestres e pulverizadores aéreos convencionais:
- tanque
- bomba
- manômetro
- mangueiras
- filtros
- bicos
- medidor de fluxo para ajustes de taxa em tempo real
Todos os pulverizadores de drones também são equipados com um receptor GNSS e múltiplos sensores para evitar colisões. Todos os drones possuem controle remoto sem fio. Cada componente do drone desempenha um papel fundamental para alcançar o máximo desempenho na pulverização.
A história dos drones de pulverização
A pulverização com drones não é algo novo. Utilizado pela primeira vez no Japão em 1997, o drone Yamaha RMax se assemelha a um pequeno helicóptero. Ele possui um rotor único com cerca de 3 metros de diâmetro, pesa 94 kg e tem uma capacidade de mais de 15 litros no tanque de pulverização.
Com o tanque cheio e pulverizando a uma taxa de 3,8 litros por minuto, o tanque provavelmente se esvaziará em cerca de 4 minutos. Ele é movido a gasolina, pode funcionar por 1 hora antes de precisar reabastecer, pode ser adaptado com três ou quatro bicos de pulverização e foi aprovado pela FAA para uso na Califórnia em 2015.
Esta aeronave possui um sensor de terreno e pode ser operada manualmente ou no modo piloto automático. O fabricante não vende a aeronave, mas oferece um serviço com uma equipe treinada (geralmente composta por duas ou três pessoas) para operar o drone.
Atualmente, há um aumento no mercado de drones mais leves e fáceis de operar para pulverização de pesticidas. Eles são leves, mas poderosos o suficiente para levantar um tanque de 38 a 57 litros.
A maioria dos drones comerciais de pulverização hoje são do tipo multirrotor. As hélices dos drones criam turbulência no dossel das plantas, o que melhora significativamente a penetração das gotas nas partes inferiores do dossel, em comparação com pulverizadores terrestres tradicionais que não possuem assistência de ar.
Os drones multirrotores têm componentes semelhantes, mas podem diferir de várias maneiras:
- número de rotores
- posições dos rotores
- localizações e configurações dos bicos
- tipo e quantidade de bicos
- distância entre os bicos
- distância vertical entre os rotores e os bicos abaixo deles
Por exemplo, a maioria dos drones possui bicos localizados nas extremidades de mangueiras que descem alguns centímetros abaixo dos rotores (Figura 2). Uma porcentagem menor de drones tem bicos montados em uma barra de pulverização (Figuras 3 e 4). Um tipo de drone, mostrado na Figura 5, possui quatro braços de rotor, com dois rotores em cada braço, alimentando um par de hélices empilhadas uma sobre a outra. Essa configuração de rotor duplo oferece uma maior capacidade de elevação e melhores dinâmicas de voo.
Drones com uma barra de pulverização, especialmente aqueles com barras que se estendem além dos rotores, como mostrado na Figura 4, geralmente não são preferidos. Esses drones provavelmente se tornarão obsoletos devido à cobertura de pulverização relativamente inferior, em comparação com drones sem barra de pulverização, como mostrado na Figura 2. Eles também têm um maior potencial de deriva, influenciado por vórtices que aparecem nas extremidades da barra, como mostrado na Figura 6. Ter um maior número de bicos na barra de pulverização e garantir que a barra não se estenda muito para fora dos rotores pode ajudar a evitar esse problema, resultando em uma melhor penetração das gotas no dossel das plantas-alvo e em uma melhor cobertura da superfície-alvo com gotas de pulverização.
