Utilização de algoritmo para análise de sinal em sistema inteligente de baixo custo para caracterização da variabilidade espacial do solo e uso em agricultura de precisão

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2025-12-17

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O mapeamento da condutividade elétrica aparente do solo apresenta potencial para caracterização da variabilidade espacial do solo, uma vez que pode se correlacionar com outros atributos do solo e reduzir o número de amostras necessárias, reduzindo assim os custos de análise. Entretanto, falhas de contato entre os eletrodos do sensor que mede a Condutividade elétrica aparente (CEa) e o solo podem comprometer a qualidade das medições. Dessa forma, este trabalho buscou avaliar um multisensor de baixo custo e verificar se o algoritmo desenvolvido para análise de sinal empregado nele interfere na qualidade dos dados obtidos. Inicialmente, realizou-se um teste de bancada em condições controladas para verificar a resposta do algoritmo. Utilizaram-se três resistores (8Ω, 47Ω e 470Ω), sendo a primeira leitura realizada com todos os eletrodos em contato com os resistores, e nas leituras seguintes, procedeu-se à desconexão gradual de cada eletrodo. Para cada condição testada foram realizadas 15 leituras. Tendo em vista que o coeficiente de variação (CV) das leituras variou de 2% para 20% quando houve perda de contato com o primeiro eletrodo, e de 2% a 6% quando foi retirada a conexão com os outros eletrodos de forma alternada, isso sugere que a interrupção ou alteração do contato entre os eletrodos afeta a estabilidade da leitura de CEa para todos os resistores avaliados. Posteriormente, foi realizada a avaliação em campo no talhão 5 da Estação experimental de cana-de-açúcar da UFRPE, onde 60 pontos foram coletados com informações de temperatura, CEa e umidade. Como resultado, tivemos que a CEa não apresentou correlação significativa a 5% de significância para maioria dos atributos analisados, com exceção da temperatura, que apresentou correlação médio negativa tanto com a CEa obtida incluindo as leituras sem contato (CEa_c) quanto com a CEa obtida apenas com leituras com contato adequado (CEa_s). Além disso, o nível de concordância entre as zonas de manejo testadas, variou de ruim a muito ruim para a maioria das variáveis consideradas.

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Mapping the apparent electrical conductivity of soil has the potential to characterize the spatial variability of soil, as it can correlate with other soil attributes and reduce the number of samples required, thus reducing analysis costs. However, contact failures between the electrodes of the sensor measuring apparent electrical conductivity (ECa) and the soil can compromise the quality of the measurements. Therefore, this work aimed to evaluate a low-cost multisensor and verify if the algorithm developed for signal analysis employed in it interferes with the quality of the data obtained. Initially, a bench test was performed under controlled conditions to verify the algorithm's response. Three resistors (8Ω, 47Ω, and 470Ω) were used, with the first reading performed with all electrodes in contact with the resistors, and in subsequent readings, each electrode was gradually disconnected. Fifteen readings were performed for each condition tested. Given that the coefficient of variation (CV) of the readings ranged from 2% to 20% when there was a loss of contact with the first electrode, and from 2% to 6% when the connection with the other electrodes was removed alternately, this suggests that the interruption or alteration of contact between the electrodes affects the stability of the EC reading for all resistors evaluated. Subsequently, a field evaluation was carried out in plot 5 of the UFRPE sugarcane experimental station, where 60 points were collected with information on temperature, EC, and humidity. As a result, we found that EC did not show a significant correlation at the 5% significance level for most of the attributes analyzed, with the exception of temperature, which showed a negative average correlation with both the EC obtained including readings without contact (EC_c) and the EC obtained only with readings with adequate contact (EC_s). In addition, the level of agreement between the management zones tested ranged from poor to very poor for most of the variables considered.

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Referência

SANTOS, Beatriz Regina da Silva. Utilização de algoritmo para análise de sinal em sistema inteligente de baixo custo para caracterização da variabilidade espacial do solo e uso em agricultura de precisão. 2025. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Agrícola e Ambiental) – Departamento de Engenharia Agrícola, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife, 2026.

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