Desenvolvimento de um sistema automatizado para monitoramento do consumo hídrico em bezerras leiteiras

Abstract

O Brasil é um dos maiores produtores de leite do mundo, mas ainda depende de importações, registrando em 2023 um déficit superior a 1 bilhão de dólares. Nesse cenário, o Agreste Pernambucano destaca-se como um polo leiteiro em ascensão, impulsionado pelo avanço tecnológico e pelo aumento da produtividade nacional, que mais que triplicou nas últimas décadas, mesmo com menos vacas ordenhadas. A incorporação de tecnologias também fortalece a pecuária de precisão, permitindo o monitoramento individual das bezerras, sendo o controle do consumo de água essencial por melhorar a digestibilidade e o desenvolvimento inicial. Entretanto, a confiabilidade limitada dos sensores em condições reais evidencia a necessidade de sistemas mais robustos e calibrados para um monitoramento hídrico eficaz. Desta forma, objetivou-se desenvolver, calibrar e validar um sistema de monitoramento automatizado do consumo hídrico para bezerras leiteiras na fase de aleitamento. A pesquisa foi conduzida em duas etapas complementares: a fase laboratorial, realizada na Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), destinada à calibração, validação e desenvolvimento do sistema; e a fase em campo, realizada no Bezerreiro Tropical da Fazenda Almeida, em Capoeiras - PE, onde o sistema foi instalado e avaliado em condições reais de operação. Foram selecionados quatro sensores de fluxo (YF-S201, YF-S401, YF-B1 e YF-B4) e calibrados em ambiente controlado por meio de um protótipo integrado a um microcontrolador ESP32, no qual foram registradas 60 leituras por sensor (30 contínuas e 30 intermitentes). O sensor com melhor desempenho foi instalado no bezerreiro e incorporado a um sistema IoT, responsável pela aquisição, processamento e transmissão Wi-Fi dos dados para um dashboard de monitoramento. A calibração em campo foi implementada no próprio firmware, permitindo o envio dos pulsos ao servidor e o retorno automático dos parâmetros ajustados. Após quatro meses de operação, a estabilidade do sensor foi reavaliada com a passagem de 1 L de água, no qual foram registradas 24 leituras (12 contínuas e 12 intermitentes) e todas as etapas, laboratoriais e de campo, foram analisadas por estatística descritiva e representadas por boxplots. Os quatro sensores analisados apresentaram média igual a 1 nos regimes contínuo e intermitente, indicando calibração centralizada. A análise estatística mostrou que o fluxo contínuo gera menor variabilidade. Considerando variabilidade, estabilidade da mediana, controle dos valores extremos e presença reduzida de outliers, o sensor YF-B4 foi o mais adequado ao monitoramento hídrico em condições reais. Em campo, o sistema IoT com ESP32 e ThingsBoard operou de forma contínua, registrando e transmitindo dados em tempo real. O modo de calibração em campo permitiu ajustes diretos, com passagem de 1 L e leitura imediata dos pulsos, garantindo precisão sem necessidade de laboratório. Após quatro meses, a primeira calibração apresentou grande variação, atribuída ao longo período sem manutenção, mas os valores se estabilizaram nos dias seguintes, evidenciando que calibrações periódicas são essenciais para manter a acurácia. Conclui-se que o YF-B4 apresentou o melhor desempenho geral, que o sistema automatizado foi eficiente para monitorar o consumo hídrico e que a calibração recorrente é indispensável para assegurar confiabilidade dos dados em ambientes reais de produção.