Banca de QUALIFICAÇÃO: IVANILDO DE SOUZA MACIEL JUNIOR

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : IVANILDO DE SOUZA MACIEL JUNIOR
DATA : 23/02/2026
HORA: 15:00
LOCAL: Video conferência via Googlemeet (meet.google.com/yrs-kmvz-rfz)
TÍTULO:

DESENVOLVIMENTO E VALIDAÇÃO DE UM SISTEMA AUTOMATIZADO DE BAIXO CUSTO E SUSTENTÁVEL PARA OTIMIZAÇÃO DO USO DE RECURSOS HÍDRICOS EM PROCESSOS DE IRRIGAÇÃO AGRÍCOLA

PALAVRAS-CHAVES:

Irrigação automatizada; sensores Watermark; potencial matricial; ESP32; agricultura de precisão.

PÁGINAS: 116
RESUMO:

A crescente pressão sobre os recursos hídricos, intensificada pelas mudanças climáticas, pela expansão agrícola e pela necessidade de aumento da produtividade, torna indispensável o desenvolvimento de tecnologias acessíveis e eficientes para o manejo racional da água. No Brasil, mais de 70% da água doce é destinada à irrigação, e perdas superiores a 40% ainda são comuns devido ao manejo inadequado. Nesse contexto, esta tese justifica-se pela necessidade de soluções de baixo custo, tecnicamente robustas e aplicáveis em pequenas e médias propriedades rurais, capazes de integrar sensores, automação e conectividade para apoiar decisões de irrigação mais precisas e sustentáveis. O trabalho tem como objetivo geral desenvolver, calibrar e validar um sistema completo de monitoramento e automação da irrigação, composto por duas frentes principais: (1) um sistema embarcado para medição do potencial matricial do solo utilizando sensores Watermark 200SS integrados à plataforma Arduino, e (2) um sistema de irrigação automatizado baseado no microcontrolador ESP32, sensor de fluxo e tecnologias IoT, capaz de operar por tempo ou volume. Como objetivos específicos, incluem-se: caracterizar o solo por métodos psicrométrico e gravimétrico; calibrar eletronicamente o sistema de leitura dos sensores Watermark; validar experimentalmente o sistema de irrigação em diferentes condições hidráulicas; e estabelecer a base para integração futura com APIs meteorológicas e cálculo da evapotranspiração. A hipótese central é que sistemas embarcados de baixo custo, quando adequadamente calibrados, podem alcançar precisão comparável à de equipamentos comerciais, permitindo medições confiáveis do potencial matricial e controle volumétrico eficiente da irrigação. A metodologia adotada envolveu a caracterização físico-hídrica do solo por meio do método de Richards e da equação de Van Genuchten, a construção de um circuito de condicionamento com excitação pseudo-CA para leitura da resistência dos sensores Watermark, a calibração eletrônica com resistores padrão e a aplicação de fatores de ajuste para correção das leituras. Em paralelo, foi desenvolvido um sistema de irrigação automatizado com ESP32, bomba hidráulica, válvula solenoide e sensor de fluxo, validado experimentalmente em diferentes alturas relativas entre reservatório e bomba, além de testes com água da rede pública. As medições foram comparadas com hidrômetro e béquer graduado, permitindo avaliar precisão, repetibilidade e estabilidade do sistema. Os resultados esperados incluem: elevada correlação entre o sistema embarcado e o medidor digital de referência para potencial matricial; redução significativa dos erros de leitura após calibração segmentada; precisão crescente do sistema de irrigação para tempos superiores a 20 segundos; estabilidade elevada em condições de maior vazão; e demonstração de que soluções de baixo custo pode ser integradas de forma confiável ao manejo hídrico. Espera-se ainda que a etapa futura de integração com APIs meteorológicas e cálculo da evapotranspiração permita a construção de um sistema inteligente de irrigação totalmente automatizado, contribuindo para a sustentabilidade hídrica e para a democratização da agricultura de precisão.

Objetivos de Desenvonvolvimento Sustentável: #02 - Fome Zero e Agricultura Sustentável; #03 - Saúde e Bem-estar; #08 - Trabalho Decente e Crescimento Econômico; #09 - Indústria, Inovação e Infraestrutura; #11 - Cidades e Comunidades Sustentáveis; #12 - Consumo e Produção Responsáveis;

Impacto social
• Democratização do acesso à tecnologia de irrigação
• Redução do desperdício de água
• Fortalecimento da agricultura familiar
• Melhoria das condições de trabalho no campo
• Inclusão digital de pequenos produtores
• Contribuição para a segurança alimentar
• Apoio à sustentabilidade e aos ODS

 

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - GREGORIO GUIRADO FACCIOLI - UFS
Externo à Instituição - INAJÁ FRANCISCO DE SOUSA - UFS
Externo à Instituição - MARCELO MACHADO CUNHA - IFSE
Externo à Instituição - RAFAEL RODOLFO DE MELO - UFERSA