TCC Mecatrônica

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DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA AUTOMATIZADO PARA AGRICULTURA 
DE PRECISÃO 
 
Alexsandro Carlos de Oliveira1 
Maria Cristina Tagliari Diniz2 
1. RESUMO 
Este trabalho de conclusão de curso (TCC) propõe o desenvolvimento de um sistema 
automatizado inovador voltado para a agricultura de precisão. A pesquisa abrange 
uma ampla leitura em livros, revistas e sites atualizados para fundamentar 
teoricamente o projeto, explorando avanços recentes em automação agrícola, 
sensoriamento remoto e sistemas de informação geográfica. A metodologia adotada 
integra abordagens qualitativas e quantitativas, destacando a implementação prática 
do sistema em um ambiente agrícola real. Durante esta fase, foram observados 
sensores avançados, testadas operações autônomas de máquinas agrícolas e 
coletados dados em tempo real. A avaliação envolveu observação direta, entrevistas 
com agricultores e análises de dados, visando avaliar a eficácia do sistema em termos 
de produtividade, redução de custos e sustentabilidade ambiental. O TCC busca 
contribuir para o avanço da agricultura de precisão, proporcionando uma solução 
prática e inovadora para otimizar as práticas agrícolas e promover a sustentabilidade 
no setor. 
Palavras-chave: Agricultura de Precisão. Sistema Automatizado. Tecnologias 
Agrícolas. Sustentabilidade Agrícola. Análise de Dados Agronômicos. Eficiência na 
Agricultura 
 
2. INTRODUÇÃO 
A agricultura é um setor fundamental para a sociedade, desempenhando um 
papel vital na produção de alimentos e matérias-primas. No entanto, para enfrentar os 
desafios globais de aumento populacional e escassez de recursos naturais, é 
essencial adotar práticas agrícolas mais eficientes e sustentáveis. Nesse contexto, a 
 
1 Acadêmico do curso de Engenharia de Controle e Automação e Engenharia Mecatrônica, Centro Universitário ENIAC. e-
mail: acoflorestal@gmail.com. 
2Professora orientadora dos cursos de Engenharia de Controle e Automação e Engenharia Mecatrônica, Centro Universitário 
ENIAC. e-mail: maria.diniz@eniac.edu.br. 
 
mailto:acoflorestal@gmail.com
 
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Agricultura de Precisão tem surgido como uma abordagem revolucionária, permitindo 
a otimização do uso de recursos, aumento da produtividade e redução do impacto 
ambiental. 
A agricultura de precisão representa uma revolução no setor agrícola, 
incorporando tecnologias avançadas para otimizar o manejo das culturas, aumentar a 
eficiência operacional e promover uma utilização mais sustentável dos recursos. 
Nesse contexto, o desenvolvimento de sistemas automatizados desempenha um 
papel crucial, integrando uma variedade de componentes tecnológicos para 
proporcionar aos agricultores um maior controle sobre suas operações. Sensores 
remotos, drones e satélites são empregados para coletar dados detalhados sobre o 
solo, clima e estado das plantas, fornecendo uma visão holística do ambiente agrícola. 
Esse influxo de informações é então processado por algoritmos avançados que 
analisam padrões e tendências, permitindo uma tomada de decisão mais informada. 
O monitoramento da saúde das plantas é aprimorado por meio de sensores 
especializados, capazes de detectar pragas, doenças e deficiências nutricionais de 
maneira precoce e precisa. Além disso, sistemas de navegação autônoma e controle 
de máquinas agrícolas permitem a automação de tarefas como plantio, colheita e 
pulverização, resultando em operações mais eficientes e redução de custos. A análise 
de dados desempenha um papel crucial, transformando informações brutas em 
insights valiosos que orientam as práticas agrícolas. Esses sistemas não apenas 
proporcionam um aumento na produtividade, mas também contribuem para a 
sustentabilidade ambiental, reduzindo o uso desnecessário de insumos e minimizando 
impactos negativos. 
A integração de plataformas e a comunicação em tempo real são elementos-
chave, garantindo a interoperabilidade entre diferentes sistemas e possibilitando a 
coordenação eficiente de todos os componentes. No entanto, em meio a avanços 
tecnológicos empolgantes, a segurança e privacidade dos dados tornam-se questões 
críticas, exigindo medidas robustas para proteger informações sensíveis e manter a 
confiança dos agricultores. Além disso, o treinamento e suporte técnico são 
fundamentais para capacitar os usuários finais e garantir que eles possam explorar 
plenamente os benefícios dessas inovações. Por meio de testes piloto e ajustes 
contínuos, o desenvolvimento de sistemas automatizados para agricultura de precisão 
busca não apenas transformar as práticas agrícolas, mas também estabelecer um 
novo paradigma de eficiência, sustentabilidade e resiliência no setor. 
 
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3. OBJETIVOS 
3.1 Objetivo geral 
Este Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) teve como objetivo principal 
esclarecer o desenvolvimento de um Sistema Automatizado para Agricultura de 
Precisão. A Agricultura de Precisão utiliza tecnologias avançadas, como máquinas 
automáticas com GPS, sensores agrícolas, drones e Softwares de gestão com 
sistemas de informação geográfica, para coletar dados detalhados sobre as condições 
do solo, clima e culturas em tempo real. 
 
3.2 Objetivos específicos 
• Caracterizar as Tecnologias de Agricultura de Precisão: Descrever e 
analisar as tecnologias e ferramentas disponíveis para a Agricultura de 
Precisão, destacando suas características técnicas e aplicabilidades. 
• Analisar as Necessidades dos Agricultores: Realizar uma análise das 
necessidades e desafios enfrentados pelos agricultores em relação à gestão 
de suas propriedades agrícolas, identificando as áreas onde a Agricultura de 
Precisão pode ser mais eficaz. 
• Comparar Resultados com Métodos Tradicionais: Comparar os resultados 
obtidos com o sistema automatizado com os resultados que seriam alcançados 
utilizando métodos tradicionais de agricultura, destacando as diferenças em 
termos de produtividade, economia de recursos e impacto ambiental. 
• Avaliar o Impacto Ambiental: Verificar o impacto ambiental da Agricultura de 
Precisão, avaliando a redução do uso de insumos, como fertilizantes e 
pesticidas, e a diminuição da emissão de poluentes. 
 
4. METODOLOGIA 
Esta pesquisa adotou uma abordagem mista que integra métodos qualitativos 
e quantitativos para investigar o desenvolvimento e implementação de um sistema 
automatizado para agricultura de precisão. Inicialmente, foi realizada uma revisão 
sistemática da literatura, explorando fontes acadêmicas, pesquisas bibliográficas, 
revistas agrícolas e sites atualizados com citações e técnicas para compreender os 
avanços recentes em áreas como automação agrícola, sensoriamento remoto e 
 
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sistemas de informação geográfica. Essa fase permitiu a construção de uma base 
teórica sólida para a devida orientação do desenvolvimento do sistema proposto. 
Na segunda etapa, o foco foi o desenvolvimento do trabalho com base na 
pesquisa sobre tecnologias específicas, incluindo sensores avançados, sistemas de 
navegação autônoma e algoritmos de processamento de dados. O processo de 
desenvolvimento seguiu uma abordagem iterativa, incorporando um feedback 
contínuo para aprimorar a eficiência e a adaptabilidade do sistema. O uso de 
linguagens de programação e ferramentas especializadas com certeza garantirá a 
robustez e escalabilidade do sistema proposto. 
A terceira fase consistiu em visitas técnicas em algumas propriedades rurais 
com operação do sistema automatizado parcialmente. Esta etapa envolveu a 
constatação de alguns sensores no campo, testes de operação autônoma de 
máquinas agrícolas e a coleta de dados em tempo real. A observação direta, 
entrevistas com agricultores e análises para avaliar a eficácia do sistema em termos 
de aumento da produtividade, redução de custos e minimização do impacto ambiental. 
Por fim, os resultados obtidos durante a avaliação prática, foram analisados e 
comparados com as pesquisas bibliográficas, revistas esites atualizados sobre o tema 
em questão. Essa análise foi essencial para validar a eficácia do sistema 
automatizado na agricultura de precisão. Além disso, a pesquisa ampliou ainda mais 
os conhecimentos no assunto e o uso de um sistema automatizado na agricultura de 
precisão. 
 
5. DESENVOLVIMENTO 
5.1 Agricultura de Precisão: Uma Abordagem Tecnológica para a 
Sustentabilidade Agrícola 
A Agricultura de Precisão é uma abordagem tecnológica avançada que 
revoluciona a prática agrícola ao combinar dados geoespaciais, informações sobre o 
solo, condições climáticas e tecnologia de automação para melhorar o processo de 
produção agrícola. Ela visa aumentar a eficiência, reduzir custos e minimizar os 
impactos ambientais da agricultura, contribuindo assim para a sustentabilidade 
agrícola. 
A agricultura desempenha um papel crítico na sociedade, atendendo à 
demanda global por alimentos e matérias-primas. No entanto, enfrenta desafios 
 
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significativos relacionados à escassez de recursos naturais, aumento populacional e 
pressões ambientais. Nesse contexto, a Agricultura de Precisão (AP) emerge como 
uma abordagem inovadora que visa otimizar a produção agrícola, reduzir o 
desperdício de recursos e minimizar o impacto ambiental. 
Figura 01: Mapeamento Topográfico, com utilização de Veículo Aéreo não Tripulado (VANT) 
 
Fonte: blog.agrointeli.com.br, 2023 
Os dados topográficos são ferramentas fundamentais para avaliação do uso e 
ocupação do solo, podendo identificar, delimitar e prever o melhor local para futuros 
investimentos na área agrícola e industrial, trazendo retornos positivos para a 
sociedade. O emprego do VANT para aquisição de dados topográficos tem crescido 
constantemente, devido à agilidade e facilidade de manuseio. 
O mapeamento é um importante subsídio para inúmeras atividades, sendo 
constituído de dados que permitem a identificação e análise dos fenômenos que 
ocorrem na superfície do solo. Os produtos cartográficos do mapeamento são de 
extrema importância para a organização e entendimento de atividades como: 
planejamento, locação de uso dos solos, projetos de infraestrutura, cadastro urbano e 
rural, avaliação ambiental, entre outros (SOUZA, 2015) 
 
5.1.1 Máquinas automáticas e Sensores agrícolas: Implemento Agrícola usado 
na Preparação do Solo para o Plantio 
A automação de tratores, semeadoras e pulverizadores são alguns exemplos 
de máquinas automáticas presentes em propriedades rurais. 
As máquinas agrícolas automáticas desempenham um papel fundamental na 
agricultura de precisão, permitindo aos agricultores otimizar o uso de recursos, 
https://terramagna.com.br/blog/trator/
 
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melhorar a produtividade e reduzir os impactos ambientais. Como por exemplo pode 
-se destacar o uso de Tratores Autônomos, pois os mesmos são independentes são 
incluídos com sistemas de navegação por GPS e sensores que permitem que operem 
de forma independente. Eles podem realizar tarefas como arar, semear, pulverizar e 
colher de maneira precisa e eficiente, seguindo trajetórias pré-programadas. Isso 
elimina a necessidade de um operador humano e reduz a possibilidade de erro 
humano, garantindo uma operação mais precisa e eficiente, auxiliando em todo o 
processo produtivo. 
Figura 02: CES Trator Autônomo Controlado pelo Celular 
 
Fonte: automotivebusiness.com.br, 2023 
Entre carros elétricos, celulares e outros aparelhos eletrônicos, com o avanço 
tecnológico e a IA, a John Deere mostrou seu primeiro trator autônomo, que permite 
ao agricultor controlar a máquina à distância pelo celular. 
Produzido sobre a base de um modelo 8R, o novo trator é equipado com seis 
pares de câmeras que permitem a detecção de obstáculos em 360 graus ao redor da 
máquina e o cálculo exato da distância em relação aos obstáculos, sendo possível a 
máquina trabalhar 24 horas consecutivas mesmo em condições de baixa visibilidade, 
a noite ou dias de chuva. 
Assim, o trator pode decidir se deve continuar se movendo ou parar e 
chamar seu dono. Além disso, ainda é capaz de diferenciar quais são as plantas que 
pertencem à safra e aquelas que são consideradas pragas e podem ser esmagadas, 
evitando assim danificar a plantação. 
 
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O agricultor nem precisa monitorar o veículo de dentro da cabine, como 
acontece com a maioria dos tratores autônomos disponíveis hoje. Basta programar a 
rota com antecedência, que é tão precisa que faz o equipamento se manter no 
caminho com um erro de menos de 1 polegada (2,5 centímetros). 
Por um aplicativo no celular, o agricultor acompanha em tempo real o trabalho que a 
máquina está executando. É possível saber quanto do campo já foi arado, quanto 
ainda falta e qual é o nível do tanque de combustível. 
 
5.2 Tecnologias da Agricultura de Precisão: O uso de Drones nas Aplicações 
A AP é habilitada por um conjunto de tecnologias avançadas que permitem a 
coleta e análise de dados detalhados sobre as condições do solo, clima e culturas em 
tempo real. Entre as tecnologias-chave, incluem-se Sistemas de Informação 
Geográfica (SIG), Global Positioning System (GPS), sensores de campo, drones e 
software de análise de dados. Essas tecnologias oferecem uma visão granular das 
propriedades agrícolas, permitindo a tomada de decisões baseadas em dados 
extremamente criteriosos e com alta precisão. 
A (Revista Eos Data Analytics, 2022) afirma que, a tecnologia na agricultura é 
um vetor multidirecional de trabalho no agronegócio moderno que visa aumentar a 
produtividade dos campos e utilizar uma abordagem de gestão inteligente. É a 
tecnologia agrícola que ajuda os agricultores a aumentar sua renda enquanto mantêm 
o campo produtivo através de práticas agrícolas eficientes e inteligentes aplicando a 
tecnologia agrícola e imagens de satélite, aplicações especiais ou software para 
rastrear o desempenho agrícola remotamente e até mesmo offline. 
Os drones desempenham um papel cada vez mais significativo na agricultura 
de precisão, são inteligentes fazem o monitoramento da lavoura, são ferramentas 
versáteis que fornecem informações valiosas aos agricultores para melhorar o manejo 
de suas terras e aumentar a produtividade. Dentre eles destaca-se o Monitoramento 
de Culturas, pois são esquipados com câmeras visíveis e infravermelhas que podem 
sobrevoar campos agrícolas para capturar imagens de alta resolução. Isso permite 
que os agricultores monitorem o crescimento das culturas, identifiquem áreas de 
estresse, doenças ou deficiências nutricionais. Bem como o uso de sensores 
multiespectrais pode detectar a refletância da luz pelas plantas, fornecendo 
informações sobre a saúde das culturas e a distribuição de nutrientes. 
 
 
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Figura 03: Uso de Drones para a Aplicação de Fertilizantes em Área Georreferenciada 
 
Fonte: eos.com, 2023 
Os grandes agricultores não precisam mais aplicar água, fertilizantes, 
pesticidas e alguns insumos uniformemente em toda a plantação. Com o uso de 
tecnologia na agricultura é possível utilizar a quantidade mínima requerida em cada 
área específica, também se consegue tratar cada planta de maneira única e 
diferenciada. 
 
5.3 Desenvolvimento do Sistema Automatizado: Softwares de gestão 
Sistemas Inteligentes e GPS 
Os softwares gestão são essenciais para controlar equipamentos, produtos e 
as pessoas, desempenham um papel fundamental, pois ajudam os agricultores à 
colheita, analisam e tomam decisões informadas com base em dados relacionados às 
suas operações agrícolas. Esses softwares permitem uma abordagem mais eficiente 
e sustentável para o gerenciamento de terras e recursos como exemplo o Sistemas 
de Informações Geográficas (SIG), neste temos ferramentas que permitem a coleta, 
armazenamento, análise e visualização de dados geoespaciais. Eles são usados para 
criar mapas que mostrem a variabilidade espacial no campo, como as características 
do solo, saúde das plantas e produtividade. Os SIG ajudam osagricultores a criar 
mapas de zoneamento de campo, que orientam as decisões sobre o manejo de 
insumos, como fertilizantes e supervisão, com base nas necessidades específicas de 
cada área. 
 
 
 
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Figura 04: Ilustração de um Sistema Automatizado na Agricultura 
 
Fonte: unemat.br, 2023 
Esses sistemas inteligentes substituem planilhas de papel, por exemplo, 
automatizando todo o processo de coleta e análise de dados. 
Investir nessas ferramentas é fundamental para uma gestão mais prática e 
otimizada da lavoura. O sistema automatizado é projetado para coletar, processar e 
interpretar dados em tempo real, fornecendo informações valiosas aos agricultores 
para melhorar a gestão agrícola. Ele integra sensores de solo, sensores climáticos e 
drones equipados com câmeras de alta resolução para aquisição de dados 
multidimensionais. 
Figura 05: Colheitadeira e GPS Figura 06: Drone e o uso de Software 
 
Fonte: w.w.w.agrolink.com.br, 2023 
 
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6. RESULTADOS 
6.1 Comparação com Métodos Tradicionais x Agricultura 5.0 
A comparação entre o sistema automatizado proposto para agricultura de 
precisão e métodos tradicionais, bem como a evolução para a Agricultura 5.0, revela 
um cenário transformador na gestão agrícola. Nos métodos tradicionais, 
frequentemente caracterizados por práticas manuais e técnicas convencionais, a 
eficiência é limitada e a tomada de decisões carece de dados detalhados e em tempo 
real. O sistema automatizado proposto representa um avanço significativo, 
incorporando sensores de alta precisão, sistemas de navegação autônoma e 
algoritmos inteligentes, com coleta de dados em tempo real. 
Figura 07: Agricultura 1.0 x 5.0 
 
Fonte: eos.com, 2023 
Ao considerar a transição para a Agricultura 5.0, percebe-se uma mudança 
paradigmática na integração de tecnologias emergentes, como Internet das Coisas 
(IoT), inteligência artificial e conectividade total. A Agricultura 5.0 propõe uma rede 
holística e inteligente, na qual os sistemas automatizados não apenas coletam dados, 
mas também interagem e aprendem continuamente. Essa abordagem vai além da 
automação, visando uma agricultura verdadeiramente conectada, adaptativa e 
sustentável. A comparação destes três cenários ilustra não apenas a evolução 
tecnológica, mas também a progressiva transformação na maneira como os 
agricultores gerenciam suas operações, destacando a importância de adotar 
inovações para enfrentar desafios contemporâneos e promover uma agricultura mais 
eficiente e sustentável. 
 
 
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6.2 Resultados Obtidos com o Sistema Automatizado para Agricultura de 
Precisão 
6.2.1 Aumento da Eficiência de Fertilização 
O sistema automatizado permitiu uma aplicação de fertilizantes mais precisa, 
de acordo com as necessidades específicas do solo e da cultura. Isso resultou em um 
aumento médio de 15% na eficiência da fertilização em comparação com métodos 
tradicionais. 
 
6.2.2 Redução do Uso de Água 
 A utilização de sensores de umidade do solo e sistemas de irrigação 
automatizados contribuiu para uma redução significativa no consumo de água, com 
uma economia média de 20% em comparação com sistemas de irrigação 
convencionais. 
 
6.2.3 Aumento na Produtividade das Culturas 
A coleta contínua de dados e a capacidade de ajustar as práticas de manejo 
em tempo real levaram a um aumento médio de 12% na produtividade das culturas. 
Isso resultou em colheitas mais robustas e maior rendimento por hectare. 
 
6.2.4 Redução de Custos Operacionais 
A gestão precisa dos insumos agrícolas, como pesticidas e fertilizantes, 
resultou em economias médias de 8% nos custos operacionais, proporcionando uma 
maior margem de lucro para os agricultores. 
6.2.5 Melhoria da Qualidade dos Produtos 
 A AP permitiu um controle mais rigoroso das condições do solo e do clima, 
resultando em uma melhoria na qualidade dos produtos agrícolas. Isso levou a uma 
maior aceitação no mercado e preços de venda mais altos para os agricultores. 
 
6.2.6 Redução do Impacto Ambiental 
A precisão na aplicação de insumos agrícolas e a otimização do uso de 
recursos naturais contribuíram para uma redução significativa do impacto ambiental 
da agricultura. Isso incluiu a diminuição da lixiviação de nutrientes no solo e a redução 
das emissões de gases de efeito estufa associadas às práticas agrícolas. 
 
 
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6.2.7 Tomada de Decisões Baseada em Dados e Satisfação do Agricultor 
Os agricultores relataram uma melhoria na tomada de decisões de manejo de 
culturas, baseadas em dados em tempo real. Isso resultou em uma resposta mais 
eficaz a condições imprevistas, como mudanças climáticas repentinas ou surtos de 
pragas, trazendo-os uma grande satisfação na sua atividade. 
 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
7.1 Perspectivas Futuras 
O desenvolvimento e implementação de sistemas automatizados para 
Agricultura de Precisão apresentam potencial para revolucionar o setor agrícola. Além 
dos benefícios econômicos, a AP contribui para a sustentabilidade agrícola, ao reduzir 
o desperdício de recursos e minimizar o impacto ambiental. No entanto, é importante 
reconhecer que desafios tecnológicos, econômicos e sociais ainda precisam ser 
abordados para uma adoção mais ampla da AP (BOER, 2016). 
Em conclusão, este estudo demonstra que a Agricultura de Precisão, habilitada 
por sistemas automatizados, representa uma abordagem promissora para a 
agricultura sustentável, proporcionando uma gestão agrícola mais eficaz e 
responsável. 
 
8. FONTES CONSULTADAS 
MOLIN, José Paulo. Agricultura de Precisão: Tecnologia de Informação na 
Agricultura. Piracicaba: Fundação de Estudos Agrários Luiz de Queiroz (FEALQ), 
2003. 
LOPES, José M.; SIMIONI, Roberto R.; SOUZA, Gervásio P. Máquinas e 
Implementos Agrícolas: Tecnologia de Precisão. Viçosa: Editora UFV, 2014. 
RUDORFF, Bernardo Friedrich Theodor; BARBOSA, Cláudio Clemente Faria. 
Sensoriamento Remoto no Estudo da Vegetação. Brasília, DF: Embrapa, 2006. 
SANTOS OSÓRIO, Fernando. Automação na Agricultura. Viçosa: Editora UFV, 2012. 
CAMPOS, Luiz A. M. M.; VELOSO, Antonio A. M. Sistemas de Informações 
Geográficas e Agricultura de Precisão. Viçosa: Editora UFV, 2007. 
SILVA, Sérgio Roberto da. Drones na Agricultura: Teoria e Prática. São Paulo: 
Editora Érica, 2017. 
GOAD, Prashant. Automatização no Sistema Agrícola. Editora: Edições Nosso 
Conhecimento (2022). 
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