Desenvolvimento e validação de um sistema PWM (Pulse Width Modulation) para aplicação de defensivos em taxa variável

A aplicação de defensivos agrícolas à taxa variável representa uma das principais inovações da agricultura de precisão, promovendo maior eficiência no uso de insumos, redução de impactos ambientais e incremento da sustentabilidade da produção. Entre as tecnologias disponíveis, a modulação por largura de pulso (Pulse Width Modulation – PWM) destaca-se por possibilitar o ajuste dinâmico da vazão, mantendo a pressão de trabalho estável e assegurando melhor uniformidade operacional. Esta tese teve como objetivo desenvolver, analisar e validar um sistema PWM de baixo custo para controle de pulverização em taxa variável. A pesquisa integrou três frentes. No primeiro eixo, realizou-se uma análise bibliométrica e cientométrica, que evidenciou o crescimento acelerado da produção científica sobre pulverização em taxa variável a partir de 2011, com destaque para a liderança de Estados Unidos e China, bem como a centralidade da tecnologia PWM nas discussões recentes. O segundo eixo consistiu no desenvolvimento de um protótipo de controlador PWM utilizando microcontrolador ESP32 e placa de circuito impresso própria, que se mostrou eficiente, acessível e funcional em frequências de até 25 Hz, com potencial de aplicação em pulverizadores comerciais e em laboratórios de ensino e pesquisa. Nos experimentos, dois eixos complementares foram conduzidos: (i) a determinação da vazão e do coeficiente de descarga de pontas de pulverização dos modelos XR e AI, com diferentes vazões nominais, sob diferentes pressões, frequências e duty cycles, demonstrando que esses fatores influenciam significativamente o desempenho hidráulico do sistema; e (ii) a caracterização da vazão e do espectro de gotas da ponta ULDM 13002 (Hypro®), operando sob PWM, em que se observou predominância de gotas classificadas como ultragrossas, associadas a baixo risco de deriva, mas com potencial de escorrimento elevado, além da influência conjunta da frequência e do duty cycle sobre a homogeneidade do espectro. Os resultados confirmam a relevância do desenvolvimento de soluções tecnológicas acessíveis para a pulverização em taxa variável, ao mesmo tempo em que fornecem subsídios técnicos para compreender os efeitos operacionais do sistema PWM sobre parâmetros hidráulicos e espectro de gotas. Conclui-se que a adoção de sistemas PWM de baixo custo pode contribuir para a ampliação do acesso à agricultura de precisão,favorecendo tanto a pesquisa científica quanto a aplicação prática, com ganhos em eficiência, segurança e sustentabilidade no uso de defensivos agrícolas. Palavras-chave: pulverização de taxa variável; modulação por largura de pulso; coeficiente de descarga; controle de vazão.

Grantor dc:publisher

Universidade Federal de Viçosa

Year dc:date.issued

2025

Author dc:creator

• Vargas, Beatriz Costalonga

Advisor dc:contributor.advisor

• Furtado Júnior, Marconi Ribeiro

Contributors dc:contributor

• Coelho, André Luiz de Freitas

• Pulverização e polvilhação na agricultura
• Agrotóxicos
• Medidores de fluxo

Statement dc:rights

• Acesso Aberto

Language dc:language.iso

por

DOI

https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2025.629

OAI identifier oai:identifier

oai:locus.ufv.br:123456789/35141