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SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROLE EM IRRIGAÇÃO

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SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROLE EM IRRIGAÇÃO
Introdução
Devido ao potencial em aumentar as eficiências do uso da água e energia, possibilidade de
controlar a aplicação de produtos químicos, redução da mão-de-obra, e principalmente da
necessidade de incrementar a produção agrícola, cresce o interesse do produtor nacional na
automatização da operação e consequentemente do manejo de irrigação. Sistemas
automáticos de controle de irrigação se tornaram uma ferramenta essencial para a aplicação
de água na quantidade necessária e no devido tempo, contribuindo para a manutenção da
produção agrícola e, também, para a utilização eficiente dos recursos hídricos.
A automação além de controlar a aplicação de água, permite também o controle das
operações de fertirrigação, retrolavagem de sistemas e que o acionamento de conjuntos
moto-bomba sejam realizados à distância. Outro ponto a salientar é que, neste momento,
quando os órgãos governamentais passam a discutir a questão da preservação dos recursos
hídricos, tendo como medida coibitiva o pagamento do uso da água pelos diferentes
usuários (urbano, industrial e agrícola), a contribuição de sistemas automáticos de controle
na área de manejo de irrigação poderá ser significativa no sentido de reduzir os custos de
produção e diminuir os impactos da irrigação sobre a disponibilidade destes recursos.
Os sistemas de controle de irrigação têm sofrido constante evolução, desde a forma de
temporizadores mecânicos ou eletro-mecânicos, até, atualmente, sistemas baseados em
computadores capazes de manter um controle preciso da disponibilidade de água, energia e
produtos químicos (ZAZUETA, 1992a e ZAZUETA, 1992b). Será apresentado aqui
informações sobre as técnicas e equipamentos de controle comumente utilizadas em
sistemas de irrigação e a caracterização sobre os seus princípios de operação.
Vantagens e limitações no uso de sistemas automáticos de controle
Vantagens
Segundo GORNAT E SILVA (1990) várias são as vantagens na utilização de sistemas de
controle na irrigação. Dentre elas pode-se citar:
Economia de recursos hídricos
Ocorre em função de ser possível monitorar os volumes aplicados mais precisamente, e
pelo fato do momento de irrigação ser definido de forma mais correta. Outro fator
importante é a não ocorrência do esvaziamento ou drenagem das tubulações após os
eventos de irrigação.
Economia de energia
A operação do sistema de bombas é otimizado e ocorre somente em função das reais
necessidades de irrigação, evitando-se assim a operação excessiva desses sistemas.
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Economia de mão-de-obra
Como a maioria das operações que ocorrem em um evento de irrigação podem ser
automatizadas, como por exemplo, o ligar/desligar de bombas, abertura e fechamento de
registros e válvulas e registros, fertirrigação, retrolavagem de filtros, pode ocorrer uma
substancial diminuição na necessidade de mão-de-obra e no custo operacional dos sistema.
Economia de fertilizantes
A automatização da operação de adubação permite administrar quantidades de adubos de
forma mais precisa com aplicações a baixas concentrações.
Melhor administração da atividade agrícola
Por permitir um controle centralizado de várias atividades, com o monitoramento do
sistema sendo executado com segurança e precisão, os sistemas de controle permitem
tomadas de decisão mais rápidas e baseadas em históricos de aplicações de água e de
fertilizantes.
Essas vantagens somadas a um manejo e ao acompanhamento adequado da cultura (tratos
culturais) poderão oferecer uma maior produtividade a um custo menor e, portanto,
aumentando a lucratividade do produtor agrícola.
Limitações
Apesar dessas vantagens também pode-se citar limitações no uso destes sistema:
Custo elevado
A incorporação de sistemas de controle a projetos de irrigação exigem um investimento
elevado por parte do agricultor, encarecendo assim o seu custo inicial e limitando-se o seu
uso a agricultores capitalizados.
Mão-de-obra especializada
A complexidade dos sistemas de controle e as suas forma não amigáveis de programação
exigem uma mão-de-obra especializada e treinada no uso e no gerenciamento de
informações.
Assistência técnica importada
Como a maioria dos sistemas de controle são importados de outros países, o agricultor fica
a mercê de representantes das empresas e da importação de peças de reposição.
Confiança excessiva no sistema de controle
Acreditando que o sistema automático é a solução para todos seus problemas e que o
mesmo consegue auto solucionar falhas técnicas e humanas, os agricultores passam a
confiar excessivamente no sistema e torna-se relapsos com tratos culturais, com a
manutenção preventiva do sistema, e principalmente em verificar se o manejo adotado
automaticamente satisfaz as necessidades de sua cultura.
Estratégias básicas de controle
Sistemas de controle consistem basicamente de uma combinação de hardware e software
que atuam como supervisores, com o objetivo de gerenciar o sistema controlado. Este
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gerenciamento permite especificar, manter e executar ações de controle baseados na entrada
de dados fornecidos pelo próprio sistema.
Segundo ZAZUETA (1993), dois tipos genéricos de controladores são utilizados em
sistemas de irrigação: sistemas de controle em malha aberta (open control loop) e sistemas
de controle em malha fechada (closed control loop). A diferença entre eles é que, os
sistemas em malha fechada, possuem realimentação (feedback), ou seja, existem elementos
no sistema capazes de enviar informações sobre o processo1 ao controlador para que ele
seja capaz de definir seu modo de atuação sobre o processo.
Um sistema de controle de malha aberta possui basicamente dois elementos essenciais: a
central de controle ou controlador, que pode ser um programador ou uma válvula
volumétrica, e os atuadores que será acionado a distância, como por exemplo as válvulas
hidráulicas, e que atuará sobre o processo, neste caso a irrigação. Por outro lado, os
sistemas de malha fechada incorporam um terceiro elemento que é o sensor, responsável
por monitorar variáveis presentes no processo e de realimentar o programador com dados
que definirão se é necessário ou não irrigar ou ativar outras ações no sistema. A seguir são
apresentados, em detalhes, os sistemas de controle em malha aberta e fechada.
Sistema de controle em malha aberta
Um diagrama de blocos genérico para um sistema de controle em malha aberta é
apresentado na Figura 1.
Figura 1: Diagrama simples do funcionamento de um sistema de controle em malha aberta.
Neste tipo de sistema de controle um “sinal de referência” é aplicado ao controlador que,
por sua vez, encaminha um “sinal de controle” ao processo a ser controlado. Para um
sistema de irrigação o sinal de referência pode ser uma decisão tomada pelo operador para
acionar/desligar o relê que comanda a bomba que irriga uma determinada região; ou até
mesmo os instantes que determinam o intervalo de tempo no qual um relê temporizador
deve manter a bomba acionada e qual o volume total de água a ser aplicado. Por sua vez, o
sinal de controle enviado deve refletir a decisão do controlador, acionando ou desligando
algum atuador presente no sistema. Para o caso de um sistema de irrigação, por exemplo, o
sinal de controle deve efetivamente acionar ou desligar a bomba que promove a irrigação.
A Figura 2 apresenta, com mais detalhes, um exemplo de um sistema de controle de
irrigação em malha aberta. Note que, nesta estratégia de controle para irrigação, os
 
1O termo “processo” será utilizado aqui para designar o elemento (ou elementos) a ser controlado; por
exemplo, a quantidade de água a ser disponibilizada parauma cultura. Por sua vez, os termos “controle” ou
“controlador” poderão ser utilizados para designar o elemento (ou elementos) que realiza o controle do
processo.
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parâmetros de controle são os instantes de acionamento/desligamento da irrigação e o
volume de água aplicado.
Figura 2: Sistema de controle de irrigação em malha aberta.
A maioria dos sistemas de controle encontrados comercialmente estão baseados em
microprocessadores que atuam através do acionamento temporizado dos eventos de
irrigação. O produtor deve definir o intervalo de tempo entre irrigações e a duração da
irrigação. Estes sistemas podem ser definidos como sendo de malha aberta, onde a
estratégia de controle é basicamente função da lógica programada pelo usuário.
A principal vantagem deste tipo de controle é seu baixo custo. Por outro lado, este tipo de
sistema não é capaz de responder automaticamente a mudanças no ambiente que exijam
resposta imediata por parte do controlador. Dessa forma, sistemas de controle em malha
aberta podem comprometer a eficiência da utilização dos recursos hídricos.
Sistema de controle em malha fechada
Em um sistema de controle em malha fechada tem-se a presença de um sensor capaz de
enviar informações do processo ao controlador, permitindo, então, que o controlador seja
capaz de tomar decisões automaticamente, a partir de alguma estratégia de controle
definida pelo operador. A Figura 3 apresenta um diagrama de blocos genérico para um
sistema controle em malha fechada.
Figura 3: Diagrama simples de um sistema de controle em malha fechada.
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Pode ser notado que, a menos do sinal de estado do processo, o diagrama da Figura 3 é
equivalente ao diagrama da Figura 1. De fato, todas as funcionalidades do sistema proposto
na Figura 1 podem ser preservadas neste tipo de estratégia de controle. Portanto, o sistema
de controle em malha fechada apenas acrescenta uma funcionalidade a mais ao sistema em
malha aberta: a opção de realizar-se o controle do processo de maneira automática,
mediante possíveis alterações no estado do processo. A Figura 4 apresenta, com mais
detalhes, um sistema de controle de irrigação em malha fechada.
Figura 4: Sistema de controle de irrigação em malha fechada.
Conforme apresentado anteriormente, todas as funcionalidades de um sistema de controle
em malha aberta são preservadas. Por sua vez, adicionou-se mais um recurso ao sistema,
tornando-o capaz de tomar decisões em função do estado atual do processo.
Especificamente, foi adicionado um sensor capaz de detectar a umidade do solo (poderia
ser outra variável qualquer) e transmitir esta informação ao controlador que, por sua vez,
em função da umidade do solo acionará ou desligará o elemento atuador sobre o processo
(bomba).
Sistemas e equipamentos de controle
Os sistemas de controle podem ser classificados de acordo com a sua forma de operação
nos seguinte tipos: seqüencial e não seqüencial.
Sistema seqüencial
Quando é possível irrigar toda a área de uma só vez, o controle mais simples seria utilizar
um temporizador que permitisse colocar a bomba em funcionamento e, quando atingido o
tempo estipulado, desligar o sistema, ou instalar uma válvula volumétrica que se feche
automaticamente, quando o volume previamente definido é aplicado (Figura 5).
Entretanto, nem sempre é possível ter este tipo de procedimento, principalmente devido a
limitação de água na propriedade. Neste caso, a área deve ser dividida em setores que serão
irrigados de forma seqüencial, ou seja, em uma ordem preestabelecida de necessidade de
irrigação, e após a irrigação de todos os setores o ciclo é finalizado e pode ser iniciado
novamente.
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Figura 5: Exemplo de cabeçal utilizando somente uma válvula volumétrica.
Sistema não seqüencial
Neste caso as válvulas ou atuadores funcionam de forma automática e independente em
relação ao tempo e volume. Cada válvula pode fornecer volumes de água diferentes em
tempos diferentes, seguindo um programa preestabelecido ou definido por sensores. Estes
sistemas são caros e necessitam de manutenção e calibração apropriada.
Além das classificações acima mencionadas, os sistemas de controle também são
classificadas de acordo com a forma de acionamento de seus atuadores, em sistema de
acionamento hidráulico e sistemas de acionamento elétrico.
Sistemas de controle com acionamento hidráulico
Este sistemas utilizam válvulas volumétricas automáticas que são acionadas
hidraulicamente de forma seqüencial. Elas são ajustadas manualmente para permitir a
passagem de um determinado volume de água, após o qual fecha-se automaticamente,
independente de variações de pressão ou vazão, e permite a abertura de outra válvula, se
houver, de forma seqüencial e programada. As válvulas de operação à distância, com
comando hidráulico, mais usadas são as de membrana ou de pistão (Figura 6). A abertura e
o fechamento destas válvulas são realizadas por pressão diferencial entre os dois lados da
membrana ou pistão.
Sistemas de controle com acionamento elétrico
Estes sistemas se caracterizam por enviar sinais elétricos através de cabos ou por sinais de
rádio, remotamente, para o controle das válvulas atuadoras (Figura 7). Eles podem ser de
malha aberta ou fechada, e funcionar de forma seqüencial ou não seqüencial. Por ter
acionamento elétrico, esses sistemas praticamente cobrem todas as necessidades de
automatização existentes em sistemas de irrigação, como: operação das bombas, condução
e distribuição da água, controle da fertirrigação e retrolavagem, e o próprio manejo de
irrigação
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Figura 6: Esquema de válvula com acionamento hidráulico (Fonte: Válvulas Bermad).
Figura 7: Válvula acionada com acionamento elétrico.
A seguir serão apresentados tipos de sistemas de controle comumente utilizados na
irrigação comercial e sua formas de operação.
Sistemas seqüenciais com acionamento hidráulico
A Figura 8 representa um sistema com comando hidráulico seqüencial. Inicialmente é
necessário fixar em cada uma das válvulas o valor do volume correspondente às
necessidades de cada setor. As válvulas estão interligadas por um capilar denominado tubo
de comando hidráulico ou tubo de controle, cuja função é determinar o funcionamento
seqüencial das válvulas. O registro principal é aberto e a pressão na linha determina que a
primeira válvula (A), correspondente ao primeiro setor a ser irrigado, se abra e as demais se
mantenham fechadas (de B até N). Quando a lâmina de irrigação é aplicada neste primeiro
setor, a válvula correspondente a este setor se fecha e transmite pelo tubo de controle um
valor de pressão para a próxima válvula que automaticamente se abrirá. Este procedimento
se repetirá até que a última válvula (N), que corresponde ao último setor de irrigação, se
abra e complete o ciclo de irrigação.
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A B NTubo de controle
Válvula hidráulica
Figura 8: Esquema de funcionamento de um sistema hidráulico seqüencial.
Sistemas seqüenciais com acionamento elétrico
Esses sistemas são geralmente utilizados em irrigação de hortaliças, paisagismo, casas de
vegetação e estufas, e pequenas propriedade rurais. A maioria desses sistemas funcionam
com base no tempo, e a seqüência completa pode ser programada para o conjunto de
setores.
Os sistemas seqüenciais com comando elétrico normalmente utilizam válvulas operadas por
solenóides (Figura 9). O sinal originado no controlador é enviado àsválvulas através de
cabos. Como medida de segurança, o sinal enviado corresponde a uma corrente alternada
gerada por uma tensão de 24 V. Uma das limitações desse sistema é que as válvulas
solenóides são recomendadas para vazões relativamente baixas. Quando as tubulações são
de diâmetros maiores, as válvulas solenóides são usadas somente como controladoras da
operação de válvulas hidráulicas, neste caso o controle passa a ser eletro-hidráulico.
A Figura 10 apresenta um esquema aonde o controlador central controla eletricamente
atividades como retrolavagem dos filtros, fertirrigação e controla hidraulicamente válvulas
hidráulicas colocadas nos setores de irrigação.
Sistemas seqüenciais são geralmente controlados por temporizadores (“timer”), instalados
junto à válvula principal. Temporizador é um tipo de relógio que possibilita o ajuste do
momento que se deseja iniciar e finalizar o evento da irrigação. É possível encontrar
temporizadores com diferentes graus de complexidade, procurando se ajustar a diferentes
necessidades dos agricultores (Figura 11).
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Figura 9: Controlador tipo temporizador (Fonte: TORO).
Além de temporizadores existem também controladores eletro-mecânicos e eletrônicos que
permitem programar seqüencialmente o controle de válvulas de irrigação. São sistemas
mais avançados e, portanto, mais caros (Figura 12).
Figura 10: Vista de um controlador tipo eletro-mecânico.
Sistemas não seqüenciais com controles microprocessados
Estes sistemas controlam as válvulas independentemente uma da outra, tanto do ponto de
vista de volume aplicado como da freqüência de irrigação. Cada setor de irrigação pode
receber diferentes lâminas de irrigação.
Neste sistemas o controlador é microprocessado, o que permite controlar válvulas, sistemas
de retrolavagem, aplicação de fertilizantes, de acordo com um programa preestabelecido e
que também pode avaliar condições ambientais e de solo, através de sensores, ajustando a
irrigação em função das reais necessidades hídricas da cultura. A Figura 13 mostra um
esquema de um sistema microprocessado aonde cada setor do campo irrigado recebe uma
unidade que pode ter a comunicação com o controlador via cabo ou via radio. Estes
sistemas podem estar gerenciar dados climáticos ou dados de sensores colocados no campo
de forma a manejar o sistema de irrigação em tempo real.
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Figura 11: Sistema de acionamento elétrico de malha aberta (Fonte: Válvulas Bermad).
Figura 12: Instalação de um sistema seqüencial elétrico (Fonte: Controladores GAL).
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Figura 13: Esquema de um sistema não seqüencial microprocessado (Fonte: Controladores GAL).
A Figura 14 apresenta o controlador de um sistema não seqüencial que utiliza sinais
elétricos para acionar solenóides que estão interconectadas a válvulas hidráulicas,
acionando-as de forma não seqüencial. Este tipo de sistema utiliza as vantagens de sistemas
microprocessados com o acionamento hidráulico.
Atualmente, existe uma forte tendência para a utilização de computadores como
controladores de sistemas de irrigação com controle em malha fechada. De acordo com
ZAZUETA (1992a), os computadores são particularmente interessantes quando:
· número de variáveis que se deseja controlar é relativamente grande;
· conjunto de dispositivos a ser controlado é relativamente grande;
· é exigida atenção freqüente (ou constante); e
· custo da mão-de-obra é relativamente grande.
Adicionalmente, TESTEZLAF (1995) afirma que o computador pode servir como
ferramenta de gerenciamento de diversas características dos sistemas de irrigação
· cálculo de evapotranspiração;
· monitoramento do estado da água no solo e nas plantas; e
· modelos de simulação dinâmica.
Além disso, com o auxílio da computação também é possível disponibilizar “interfaces
gráficas amigáveis” com o usuário do sistema de controle. Portanto, é extremamente
interessante a utilização do computador em sistemas onde a eficiência na administração dos
recursos disponíveis consiste em um fator de grande relevância.
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Figura 14: Controlador microprocessado não seqüencial.
Um exemplo didático do uso deste tipo de controlador seria o protótipo de um sistema de
controle de irrigação em estufas desenvolvido por TESTEZLAF et al. (1996) (Figura 15).
Este sistema é constituído fisicamente por dois grandes blocos: um conjunto remoto, onde
se encontram um microcomputador, um conversor analógico/digital e uma fonte de
alimentação, e um conjunto interno à estufa, composto por uma placa de relês, uma bomba,
um sensor tipo tensiômetro e um transdutor de pressão. Neste caso, o computador é o
responsável pelo controle de todos os elementos presentes, além de compor uma interface
gráfica para o usuário. O conversor A/D, por sua vez, é responsável pela comunicação entre
o computador e o conjunto sensor (tensiômetro e transdutor de pressão) e entre computador
e o conjunto atuador (placa de relês e bomba).
Figura 15: Esquema do sistema de controle de irrigação desenvolvido por Testezlaf (1996).
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O sinal proveniente do conjunto sensor é determinado pela tensão da água no substrato
induzida no tensiômetro, que é convertida em um sinal de tensão (analógico) pelo
transdutor de pressão que, por sua vez, encaminha o sinal analógico ao conversor A/D. O
sinal digitalizado é então posto à disposição do controlador (computador). Por outro lado, o
sinal de controle enviado pelo computador ao conjunto atuador é previamente convertido
para a forma analógica pelo conversor A/D que, por sua vez, encaminha o sinal à placa de
relês, promovendo o acionamento ou desligamento da bomba que irriga o substrato onde se
encontra o tensiômetro. Finalmente, a fonte de tensão constitui o elemento que fornece a
tensão de acionamento da placa de relês e a tensão de polarização do elemento transdutor.
Além do hardware, o sistema dispõe de um software capaz de gerenciar o sistema de
irrigação de acordo com uma das seguintes estratégias:
· acionamento/desligamento direto pelo usuário;
· acionamento/desligamento temporizado e
· acionamento automático em função da tensão de água do substrato.
O princípio de funcionamento do sistema é, portanto, função da estratégia de controle
especificada via software. Quando especificada a opção de acionamento/desligamento
direto pelo usuário, o usuário determina diretamente o acionamento/desligamento da bomba
de irrigação, definindo assim o volume de água fornecido ao substrato.
Por sua vez, quando especificada a opção de acionamento temporizado, o usuário deve
especificar na interface gráfica os instantes de acionamento/desligamento da bomba para
que o computador possa então acionar/desligar a mesma nos momentos determinados.
Finalmente, quando especificado o modo automático, o usuário deve especificar o limiar de
acionamento da bomba, para o qual terá início o processo de irrigação. Definido este
setpoint, o computador constantemente será informado pelo conjunto sensor sobre a
quantidade de água presente no solo. Quando o nível da água atinge o limiar inferior, o
computador automaticamente acionará o conjunto atuador para que tenha início o processo
de irrigação. Este processo também será automaticamente interrompido quando o sistema
aplicar o volume de água pré-selecionado para este tipo de controle.
O sistema acima descrito constitui apenas um exemplo da utilização do computador como
elemento de controle em um sistemairrigação. Como pôde ser observado, esse sistema
mantém as funcionalidades básicas dos sistemas de malha aberta e fechada, além de
possibilitar a integração de diversas outras funcionalidades ao sistema, como deseja-se
realizar neste projeto.
Sensores
Os sistemas com controle do tipo de malha fechada requer é o uso de sensores como meio
de obter informações sobre o processo. A maioria está orientada no uso de dados
climatológicos (temperatura, umidade relativa, evaporação) ou de umidade de solo, que
podem refletir a real necessidade das culturas. Os dados gerados pelos sensores são
gerenciados pelo controlador na forma direta ou na de simulação do comportamento
vegetal, e são utilizados para definir o manejo adequado. As formas mais empregadas de
utilização dos sensores são na:
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· estimativa da evapotranspiração da cultura através de dados climáticos;
· determinação da evapotranspiração através de sensores;
· determinação da umidade do solo ou do substrato através de sensores;
Cabe ressaltar a grande importância da correta calibração do sensor adaptado ao processo
pois, se mal calibrado, este pode inviabilizar completamente esta estratégia de controle.
Alguns ensaios e resultados interessantes sobre calibração de sensores em sistemas de
malha fechada podem ser encontrados em STONE (1985), VELLIDIS (1990) e ZAZUETA
(1994).
Considerações finais
Um sistema de irrigação automático possibilita um grande número de alternativas de
operação. A sua complexidade vai desde um simples hidrômetro até um sistema totalmente
completo que controla todas as operações de irrigação em uma propriedade, incluindo a
operação das bombas, distribuição da água nos setores, dispositivos de diagnóstico de
falhas ou quebras e sistemas de malha fechada para manejo de irrigação com sensores.
A utilização apropriada de sistemas automáticos pode auxiliar na redução de gastos
operacionais e na otimização do uso dos recursos hídricos de uma propriedade. A sua
potencialidade de aumentar a eficiência de aplicação de água, reduzindo os custos de
energia e mão-de-obra pode transformar estes sistemas, independente de seus custos, em
uma ferramenta auxiliar de grande valia no planejamento do uso dos recursos hídricos para
o agricultor.
A última etapa a ser vencida para a completa utilização de sistemas completamente
automáticos é o desenvolvimento de sensores precisos e confiáveis, que possam determinar
variáveis relacionadas ao solo e à planta capazes de estimar as reais necessidades hídricas
das culturas.
Bibliografia consultada
GORNAT, B. E SILVA, W. L. C. Sistemas de Controle e Automatização da Irrigação.
ITEM; Irrigação e Tecnologia Moderna. ABID, Brasília, DF, V.41, abril, 1990.
JACOBSON, B. K., et al.; Real-Time Greenhouse Monitoring and Control with an Expert
System; Computers and Electronics in Agriculture; v.3, pp.273-285; 1989.
KUO, B. C.; Sistemas de Controle Automático; 4a Ed.; Prentice/Hall do Brasil; 1985.
STONE, K. C. et al.; Microcomputer-Based Data Acquisition System for Continuous Soil
Water Potential Measurements; Soil Crop. Sci. Florida Proc.; v.44, pp.49-53; 1985.
TESTEZLAF, R. et al.; A Graphical User Interface for Real Time Irrigation Control in
Greenhouses; Soil Crop Sci. Soc. Proc.; v.55; 1995.
Faculdade de Engenharia Agrícola/UNICAMP Irrigação: Técnicas, Usos e Impactos
Prof. Roberto Testezlaf 15
TESTEZLAF, R. et. al.; A Real-Time Irrigation Control System for Greenhouses; Proc. of
Sixth International Conference on Computers in Agriculture; pp.204-211; 1996.
VELLIDIS, G. et al.; Continuous Soil Water Potential Measurement With a
Microcomputer-Based Data Acquisition System; App. Eng. in Agr.; v.6, n.6, pp.733-
738; November, 1990.
XIN, J.; A Real-Time Expert System For Citrus Irrigation Management; Ph.D. Dissertation;
University of Florida; 1994.
ZAZUETA, F. S. et al.; Basic Concepts in Environmental Computer Control of
Agricultural Systems; SS-AGE-28 Agricultural Engineering Department, Florida
Cooperative Extension Service; June, 1992.
ZAZUETA, F. S. et al.; Microcomputer-Based Control of Irrigation Systems; Am. Soc. of
Agr. Eng.; v.8, n.5, pp.593-596; September, 1992.
ZAZUETA, F. S.; Irrigation System Controllers; SS-AGE-32 Agricultural Engineering
Department, Florida Cooperative Extension Service; March, 1993.
ZAZUETA, F. S. et al.; A Modified Tensiometer for Irrigation Control in Potted
Ornamental Production; Soil Crop. Sci. Florida Proc.; v.53, pp.36-39; September,
1994

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