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Tipo: Tese
Título : Caracterização experimental de sensores de baixo custo assistidos por sistema embarcado para o uso em agricultura sustentável
Título en inglés: Experimental characterization of high economic viability sensors assisted by embedded system for use in sustainable agriculture in semi-arid region
Autor : Canja, Juvenaldo Florentino
Tutor: Azevedo, Benito Moreira de
Co-asesor: Thé, George André Pereira
Palabras clave en portugués brasileño: Balanço hídrico;Calibração de sensores;Microclima agrícola;Arduino Uno
Palabras clave en inglés: Water balance;Sensor calibration;Agricultural microclimate;Arduino Uno
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
Fecha de publicación : 2025
Citación : CANJA, Juvenaldo Florentino. Caracterização experimental de sensores de baixo custo assistidos por sistema embarcado para o uso em agricultura sustentável. 2025. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumen en portugués brasileño: No contexto das mudanças climáticas, um dos principais desafios da sociedade contemporânea consiste em desenvolver metodologias e tecnologias inovadoras que possibilitem alternativas sustentáveis para a produção agrícola. A escassez hídrica, particularmente no semiárido brasileiro, impõe obstáculos significativos à agricultura familiar, exigindo soluções acessíveis, de baixo custo e, ao mesmo tempo, eficazes para assegurar a eficiência produtiva e a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. A adoção de sensores eletrônicos e plataformas embarcadas apresenta-se como estratégia promissora para monitoramento edafoclimático e manejo racional da irrigação. O projeto propõe a realização de experimentos complementares, de caráter aplicado, voltados ao desenvolvimento e validação de um sistema de monitoramento integrado de baixo custo, estruturado em três etapas principais. O primeiro experimento contempla a calibração de sondas de umidade do solo HL-69 e HD- 38, resistivo e capacitivo, respectivamente em solo franco-argiloso, empregando o método gravimétrico para construção de curvas de retenção de água. O segundo será voltado à comparação de métodos de coleta de variáveis meteorológicas, tendo como foco o desempenho do sensor DHT11 em relação a estações meteorológicas automáticas (EMA) e convencionais (EMC). Já o terceiro experimento concentrar-se-á na caracterização estatística do sensor que apresentar melhor desempenho no Experimento I, associado a um sistema de balanço hídrico em lisímetro de drenagem. Para tanto, será utilizado o microcontrolador Arduino Uno como unidade de aquisição e processamento de dados, configurando uma plataforma experimental adaptável, replicável e alinhada ao conceito de agricultura de precisão acessível. Ao final, espera-se que o conjunto dos experimentos forneça bases metodológicas para futuras aplicações em sistemas de irrigação inteligentes, contribuindo para ampliar a resiliência da agricultura sustentável frente aos impactos da variabilidade climática e à crescente demanda por eficiência no uso da água.
Abstract: In the context of climate change, one of the main challenges facing contemporary society is developing innovative methodologies and technologies that enable sustainable alternatives for agricultural production. Water scarcity, particularly in Brazil's semiarid region, poses significant obstacles to family farming, requiring accessible, low-cost, and effective solutions to ensure productive efficiency and the sustainability of agricultural systems. The adoption of electronic sensors and embedded platforms presents a promising strategy for soil and climate monitoring and rational irrigation management. The project proposes complementary, applied experiments aimed at developing and validating a low-cost integrated monitoring system, structured in three main stages. The first experiment involves calibrating HL-69 and HD-38 soil moisture probes, resistive and capacitive, respectively, in clay loam soil, using the gravimetric method to construct water retention curves. The second experiment will focus on comparing meteorological data collection methods, focusing on the performance of the DHT11 sensor compared to automatic (EMA) and conventional (EMC) weather stations. The third experiment will focus on statistically characterizing the sensor that performs best in Experiment I, combined with a drainage lysimeter water balance system. The Arduino Uno microcontroller will be used as the data acquisition and processing unit, creating an adaptable, replicable experimental platform aligned with the concept of affordable precision agriculture. Ultimately, the set of experiments is expected to provide methodological foundations for future applications in smart irrigation systems, contributing to increasing the resilience of sustainable agriculture to the impacts of climate variability and the growing demand for water use efficiency.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82343
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0001-7391-1719
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/7675816809046074
ORCID del co-asesor: https://orcid.org/0000-0002-8064-8901
Lattes del co-asesor: http://lattes.cnpq.br/6398510210462764
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: PPGENA - Teses defendidas na UFC

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