BR102018016071A2

BR102018016071A2 - Dispositivo de detecção, contagem remota, automática e ininterrupta de pragas-alvo e contolador perimetral de lepidópteros

Info

Publication number: BR102018016071A2
Application number: BR102018016071-0A
Authority: BR
Inventors: Helson Paulo Cruz; Jardélcio Damião Carvalho Ervilha; Joélcio Cosme Carvalho Ervilha; Luiz Paulo Grillo Brandão
Original assignee: Livefarm Tecnologia Agropecuaria Ltda
Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2020-02-27
Also published as: WO2020028962A1

Abstract

dispositivo de detecção, contagem remota, automática e ininterrupta de pragas-alvo e contolador perimetral de lepidópteros a presente invento consiste em um dispositivo que possibilita uma estrutura física e técnica para a incorporação de dois processos independentes e, ao mesmo tempo complementares, de gestão de pragas-alvo e de lepidópteros em atividades econômicas. o campo de aplicação deste dispositivo é extenso, mas tem como principais focos a gestão de ações vinculadas ao campo agrícola e de armazenagem de alimentos (grãos, por exemplo). o dispositivo é formado por uma estrutura plástica rígida, com coloração variável (para ser utilizada como chamariz), e foi especialmente desenhada para permitir a incorporação de outros chamarizes (emissão de sinal sonoro, incorporação de feromônio, por exemplo) que atraíam as pragas-alvo definidas de acordo a cada atividade econômica. o dispositivo também consta com um compartimento para a instalação de todos os componentes elétricos e eletrônicos, necessários para o correto funcionamento dos processos de detecção, contagem de pragas-alvos e de controle perimetral de lepidópteros. a tecnologia proposta ainda atua remota e automaticamente evitando o uso de mão de obra e diminuindo os danos econômicos causados à atividade econômica em questão. sua aplicação é no setor agrícola, dentro das mais distintas culturas e setores, sendo os principais: armazenamento de grãos e, em áreas agrícolas de produção (algodão, soja, milho, feijão, café, cacau, laranja, cana de açúcar, palma africana, entre outros).

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

DISPOSITIVO DE DETECÇÃO, CONTAGEM REMOTA, AUTOMÁTICA E ININTERRUPTA DE PRAGAS-ALVO E CONTROLADOR PERIMETRAL DE LEPIDÓPTEROS

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

1. O presente invento consiste em um dispositivo que possibilita uma estrutura física e técnica para a incorporação de dois processos independentes e, ao mesmo tempo complementares, de monitoramento de insetos-praga e de controle perimetral de lepidópteros, em atividades de produção agrícola e/ou armazenagem de produtos, como grãos, por exemplo. Seu campo de aplicação é extenso, podendo, este dispositivo, ser utilizado nas mais diversas culturas agrícolas, como soja, milho, algodão, café, banana, citrus, cana-de-açúcar, entre outros, desde que haja a necessidade de monitoramento de pragas específicas a algum destes cultivos. A tecnologia proposta atua remota e automaticamente, reduzindo o custo com mãode-obra e diminuindo os danos destes insetos-praga e dos lepidópteros à atividade econômica em questão.

ESTADO DA TÉCNICA

2. A crescente demanda mundial de alimentos saudáveis e mais sustentáveis, associada à contribuição das mudanças climáticas para a disseminação de pragas invasivas, geram um entorno de elevado desafio para atender a esta demanda, visto que os mecanismos de controle e monitoramento de pragas passam por um processo adaptativo que muitas vezes não atuam com a mesma rapidez que as pragas evoluem.

3. Para melhorar o controle e tomada de decisão sobre o melhor momento de intervir nas populações de insetos pragas, deve-se ter como passo fundamental o monitoramento e manejo de pragas. Essa prática determina a situação das pragas, a evolução populacional, os danos e prejuízos que estão ocorrendo, além de ser o ponto de referência para a determinação do momento ideal de intervenção, seja por

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2/17 meio de aplicação de algum insumo, ou tomada de medida complementar intervenção mecânica, reconhecimento da frustração econômica, por exemplo.

4. No entanto, o modo como se faz o monitoramento de pragas agrícolas é dificultado pela morosidade e pelos elevados custos físicos do mesmo, visto que exige alta capacidade técnica e mão de obra constante, o que limita a eficiência em grandes superfícies. Adicionalmente, a baixa cobertura de comunicação das áreas produtivas, faz com que a quase totalidade das áreas não apresentem inovação em tal sentido de automatização de processos.

5. Para solucionar este problema se propõe um dispositivo de monitoramento, capaz de ser utilizado em áreas abertas e também em centros de armazenamento de alimentos (grãos) que seja localizado nas regiões perimetrais como as bordaduras dos cultivos, que realize a contagem, monitoramento de insetos-pragas e também o bloqueio perimetral de insetos secundários.

6. O dispositivo aqui proposto inclui produtos chamarizes e uma série de sensores dispostos no seu interior. Baseando-se numa pluralidade dos sinais recebidos, ao longo do tempo de execução do dispositivo, estas informações são transferidas para a central de dados para comunicar os diversos registros capturados, como temperatura e umidade no momento do registro, nível de infestação da praga-alvo no local, carga da bateria, condições gerais do dispositivo, como erros de componentes, necessidade de trocas de peças ou status regular de funcionamento, entre diversas outras informações.

7. Como inovação complementar à contagem simultânea, automática e transmissão da informação, destaca-se que o dispositivo, por apresentar componente eletrônico para georreferenciamento, oferece as condições ideais para orientar ao usuário no momento de fazer a aplicação de insumos, de modo individualizado nas áreas onde ocorre o monitoramento. Este mecanismo permite que as aplicações sejam precisas e individualizadas a cada dispositivo, com isso pode-se gerar uma aplicação mais oportuna e efetiva por meio de sistemas de pulverização em bordes ou em raios pré-definidos de acordo com os levantamentos realizados, para que os custos sejam ainda mais reduzidos ao usuário final.

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8. A tecnologia em questão também tem a complementariedade à solução eletrônica de monitoramento de pragas, aproveitando da dispersão espacial do dispositivo para o monitoramento de pragas-alvos assim como das baterias, sendo possível também instalar um sistema de bloqueio perimetral para lepidópteros, com funcionamento com comprimento de onda e periodicidade definidos pelo usuário, de modo a emitir sinais sonoros que mimetizem um predador natural deste grupo de insetos.

9. O dispositivo contempla um sistema de emissão de sinal ultrassônico para mimetização da frequência de onda dos predadores naturais de lepidópteros (morcegos), com isso, tais insetos sofrem modificações nos seus hábitos, como voos furtivos e não atacam com a mesma intensidade as áreas monitoradas. A inovação deste processo no dispositivo proposto está na condição de se conseguir um bloqueio perimetral eficaz para o uso de equipamentos de emissão de sinal ultrassônico, em áreas agrícolas abertas, de longa extensão e remotas. A emissão de sinal ultrassônico, por meio de vários dispositivos instalados no perímetro da área, permitindo a formação de uma rede integrada de emissores que dificultam a entrada destes lepidópteros na área agrícola.

10. Outros documentos de patentes citam sistemas de monitoramento de insetos-alvo, porém com diferenciação em uso de tecnologia e de modalidade de usos. O documento BR 11 2013 0094001 0, cita o monitoramento automático de população de insetos para pomares e outras árvores frutíferas. Esta referida tecnologia, diferentemente da presente invenção, necessita de um sistema com controlador eletrônico para fazer a identificação do inseto via inclinação, amplitude, tempo de elevação, tempo de queda, frequência de toque de pulso elétrico, por meio do contato direto com pelo menos 1 sensor de bioimpedância (e atordoamento do inseto). No caso do presente dispositivo proposto, a própria combinação de sensores, pela disposição dos mesmos no dispositivo, realiza a identificação do inseto-alvo, ao mesmo tempo que se realiza sua contagem. Adicionalmente, BR 11 2013 0094001 0 quando não está conectada a um computador diretamente,

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4/17 necessita uma estação base integrada para receber as informações entre armadilhas, além de necessitar de uma bateria central, impedindo o uso em grandes áreas.

11. Na atualidade, não existem soluções similares, principalmente em função da fusão de atividades na zona perimetral do cultivo ou da área a ser monitorada (armazenamento de grãos), realizando simultaneamente a contagem remota de insetos-alvo e supressão populacional de lepidópteros.

12. A tecnologia proposta permite a instalação e automação remota dos processos de contagem e monitoramento de entrada e saída de insetos, assim como a redução da formação de resistência por parte dos lepidópteros à tecnologia transgênica. Todo o processo de funcionamento de tal dispositivo é visualizado em tempo real pelo usuário, por meio de um sistema de comunicação - tecnologia IOT (Internet das Coisas), funcionando em um sistema de multi-plataformas (tablets, computadores, celulares).

13. A tecnologia pode ser aplicada à pragas de grãos armazenados ou de cultivos agrícolas, como: bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis), broca da laranjeira (Cratossomus flavofasciatus), moleque da bananeira (Cosmopolites sordidus), broca da cana (Diatrea spp.), bicudo da cana (Sphenophorus spp.), percevejo marrom (Euschistus heros), besourinho dos cereais (Ryzopertha dominica), entre outras pragas que são atraídas via algum chamariz específico, como feromônios, luz ou coloração, por exemplo.

14. Esta solução torna-se ainda mais relevante ao considerar o contexto da produção alimentar mundial, com alto índice de aplicação de inseticidas, aumento da resistência dos insetos-pragas e aumento do grau de contaminação dos alimentos, gerando prejuízos financeiros, ambientais e sociais.

15. Desta forma, a presente tecnologia se projeta como um dos importantes meios para automatizar e melhorar o processo de monitoramento e controle de pragas na agricultura, a fim de atender a uma crescente demanda mundial por redução no uso de inseticidas, possibilitando a criação de opções mais baratas e seguras de produtos agrícolas e alimentos.

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DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

16. Figura 1. Dispositivo Visão Externa, apresenta formato cilíndrico (1), com coloração chamariz, a depender da praga-alvo, um encaixe (9) para uma haste a ser fixado ao solo, uma tampa (2) que unifica outro cilindro interno (contendo a solução elétrica/eletrônica) e a parte superior (vermelha - câmara de ressonância) (3) onde é instalado o sensor sonoro de frequência ultrassônica - buzzer.

17. Figura 2. Corte Lateral do dispositivo, apresentando a canaleta de instalação dos sensores de ativação-detecção (4), para a contagem remota e simultânea de pragas-alvo e os mecanismos de encaixe entre as partes interna e externa do dispositivo. O cilindro externo (verde) (1) é completamente perfurado, para facilitar a exalação de feromônios, aproveitando do formato cilíndrico para a passagem do vento e melhoria deste fluxo de emissão de voláteis. O suporte do feromônio (5) é instalado exatamente na parte superior ao orifício de saída da canaleta (6) de acesso da praga-alvo, com o objetivo de intensificar o odor e atrair ainda mais facilmente o inseto. A canaleta de passagem do inseto (8) e o encaixe para sustentação do dispositivo ao solo (9)

18. Figura 3. Vista dos componentes internos do dispositivo. O cilindro interno (7) é rosqueado à tampa (2), completamente fechado para evitar infiltração. Na parte superior à saída da canaleta (6) de entrada do inseto é posicionado o suporte do feromônio (5) (retângulo branco) que está estrategicamente posicionado para aumentar a atração do inseto até a saída do dispositivo.

19. Figura 4. O posicionamento do dispositivo nas bordas da área agrícola tem a finalidade de fazer a cobertura perimetral e possibilitar a correta contagem e também controle de lepidópteros. Detalhe para o encaixe de sustentação (9).

20. Figura 5. Vista inferior do dispositivo, apresentando o canal de entrada (8) do inseto, que é atraído pelo feromônio, posicionado no lado oposto da entrada.

21. Figura 6. Corte vertical do dispositivo, apresentando a câmara de ressonância do dispositivo ultrassônico (3) (cubo vermelho) e também o cilindro

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6/17 interno (7) onde é guardada todos os instrumentos elétricos/eletrônicos da solução, instalados na região do item 4. Detalhe para canaleta de passagem do inseto (8) e encaixe para sustentação (9)

22. Figura 7. Visão ilustrativa do PROCESSO DE MONITORAMENTO AUTOMÁTICO, REMOTO E ININTERRUPTO DE PRAGAS-ALVO, a área/instalação foco do monitoramento (15) é cercada com os dispositivos de contagem (10), esses dispositivos realizam a contagem automática e remota dos insetos-praga enviando informações à uma central de comunicação (11) LPWAN, os dados capturados alimentam um banco de dados em nuvem (12), as informações deste banco de dados são depuradas, alimentando sistemas decisores (13) através de diferentes plataformas, como tablets, celulares, computadores desktops, entre outros

23. Figura 8 - Detalhamento do Dispositivo de Contagem (10) instalado na armadilha; 16 - microprocessador com sensores instalados; 17 - bateria.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

24. O dispositivo aqui proposto caracteriza-se por realizar o monitoramento de insetos-praga de cultivos agrícolas, com a integração de dois processos distintos, sendo o primeiro a contagem remota, simultânea e automática de insetos-praga (descrito no pedido de patente BR 10 2018 016067 2), e o controle perimetral de lepidópteros (descrito no pedido de patente BR 10 2018 016070 2), por sistema sonoro ultrassônico. O dispositivo de monitoramento determina, quantifica e identifica, em tempo real, dentro de um raio de significância da invenção, a população da praga em específico monitorada, sendo ativada remotamente, através de uma combinação de sensores que ao terem seus sinais interrompidos, geram a contagem do inseto, seja no sentido de entrada ou de saída do dispositivo, facilitando assim a análise e interpretação do fluxo de monitoramento da pragaalvo.

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25. Adicionalmente, a tecnologia realiza a emissão de pulsos ultrassônicos, em frequência ultrassônica e período de funcionamento, pré-determinados pelo usuário, possibilitando o controle perimetral de lepidópteros, na mesma área de monitoramento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

26. O dispositivo, apresentado neste documento, é uma armadilha que congrega a capacidade de monitoramento remoto, ininterrupto e automático de um insetoalvo, e a capacidade de supressão perimetral de lepidópteros por meio de sinal ultrassônico.

27. O dispositivo proposto é implementado através da combinação de hardware e software. Entende-se, o conceito que o presente dispositivo (10) combina uma série de dispositivos eletroeletrônicos, tais como microcontroladores (16) (arduíno, ou equipamentos semelhantes a esse), placas para interface base de outros componentes eletrônicos (protoboard, ou equipamentos semelhantes a esse), dispositivos para emissão de sinal e comunicação do dispositivo com uma rede de dados disponível, tal rede (11) compreende-se das mais diversas amplitudes e pluralidades de sistema de dados, como rede telefônica de dados móveis (3G, 4G, por exemplo), bluetooth, Sigfox, LORA (low range), outras redes provenientes de componentes IOT (Internet das Coisas, em inglês), sensores de monitoramento eletrônico, tais como chave óptica, sensores infravermelhos, piezoelétrico, bioimpedância, chave switch, aproximação e magnético.

28. O conjunto de dispositivos (10) compreendidos dentro de uma área de produção ou local de armazenagem (por exemplo, uma lavoura de algodão) formam um sistema de monitoramento de pragas remoto e automatizado (14). Cada dispositivo (10) fica a uma distância definida, dispositivo entre 100 - 600 m distantes, a uma altura do solo variando de 30 a 400cm, cobrindo uma área equivalente à 1 - 25 hectares, aproximadamente. A distância entre os dispositivos pode variar dependendo da praga-alvo a ser monitorada.

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29. O dispositivo (10), que monitora a população de insetos no seu raio de abrangência, utiliza-se de uma isca (feromônio sexual do inseto-alvo de monitoramento, por exemplo) e cores atrativas (amarelo, tons fluorescentes, etc) que atraem os insetos-alvo para o interior do dispositivo, onde os sensores eletrônicos o detectam durante seu deslocamento no sentido da isca.

30. Além da atração do inseto-alvo, o dispositivo (10) possui um compartimento do ultrassom (3) que serve de suporte e acoplamento para um dispositivo eletrônico, denominado Buzzer, que emite ondas ultrassônicas, em frequências programáveis (0,3 a 100 KHz), a fim de mimetizar inimigos naturais de insetos da ordem Lepidoptera. As frequências são ajustáveis, preferencialmente entre 33 a 65 kHz para afetar o comportamento desta ordem de insetos e provocar stress ao inseto, gerando uma reação de defesa. O compartimento do ultrassom (3) foi produzido em Plástico ABS, ou semelhantes a esse, e desenhado para que haja ressonância na emissão do pulso ultrassônico, possibilitando maior amplitude e também um direcionamento unilateral do sinal ultrassônico. Este compartimento do ultrassom (3) contém uma parte da sua parede interna para acoplar o emissor ultrassônico, Buzzer, de modo que a superfície interna possibilite a criação de ressonância no sinal emitido, além de dar uma direção unilateral ao mesmo sinal, gerando através da dissipação das ondas ultrassônicas uma barreira que, o lepidóptero, ao se aproximar desta barreira, inicia-se uma reação de defesa no organismo do inseto, idêntica à reação quando o inseto sente as ondas ultrassônicas emitidas pelo morcego, um de seus inimigos naturais. Desta forma, o inseto entende que essa barreira seria um local com possível presença de seu inimigo natural e, como forma de defesa, realiza um voo furtivo no sentido oposto ao da barreira de ondas ultrassônicas.

31. O dispositivo (10) consiste de uma estrutura modular, com diversas combinações de sensores, estruturas plásticas rígidas e com resistência UV podem ser combinadas visando a melhor adequação para um tipo de inseto-praga a ser monitorado ou buscando um melhor desempenho. Externamente, o dispositivo é constituído de uma estrutura plástica rígida (1) de coloração característica atrativa

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9/17 a insetos, como tons fluorescentes, tons de verde, amarelo, entre outros, revestida com protetor UV. O conjunto de estruturas que compõem o dispositivo (10) está dividido em 4 elementos: compartimento externo (1), perfurado e de coloração característica; compartimento interno (7), fechado e com formato para suporte de feromônio e armazenamento dos componentes elétricos/eletrônicos; tampa (2), responsável pela junção de ambos compartimentos e suporte do compartimento do ultrassom (3); compartimento do ultrassom (3), elemento de suporte e direcionamento do sinal sonoro ultrassônico emitido pelo Buzzer.

32. O compartimento externo (1) apresenta perfurações uniformes e em formato paralelepipédico, em toda superfície do corpo lateral, que tem a finalidade de dispersar o chamariz (ex: feromônio), e a disposição lateral ao compartimento das perfurações tem o intuito de potencializar a exalação do feromônio de atração, diferentemente das armadilhas convencionais atuais, que são afunilados e com dispersão de feromônio somente pela parte inferior. O compartimento externo (1) é completamente oco e com formato que permite o encaixe perfeito com o compartimento interno (7). O compartimento externo tem na parte inferior, algumas perfurações semelhantes às da lateral, com a finalidade de evitar o acúmulo de água no interior do dispositivo. Além disso, a parte inferior também conta com um encaixe (9) para uma haste de suporte, que sustentará a invenção a uma altura predeterminada do solo, a definir-se pelo usuário, de acordo à praga a ser controlada, sendo adaptado à altura do topo da planta, o que pode variar entre 30 a 400 cm.

33. O compartimento interno (7) não apresenta perfurações no corpo lateral, sendo totalmente selado. Este compartimento é a base estrutural para alocação dos diversos componentes eletroeletrônicos do dispositivo. Uma série de placas de circuitos mistos se combinam, a fim de criar o sistema que automatiza a detecção de insetos. A composição deste sistema se dá na seguinte forma:

34. - placa protoboard: estrutura de suporte para a conexão e instalação dos demais componentes eletrônicos;

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35. - placa microcontrolador (16): arduíno, que armazenará o algoritmo de funcionamento tanto do dispositivo de contagem remota, como do emissor de sinais ultrassônicos, fazendo a gestão e armazenamento dos dados na sua memória interna e ativando o envio dos sinais capturados à placa de comunicação dispositivo. Sua programação é definida de acordo com a utilidade fim, podendo ser estabelecido diferentemente, de acordo com a combinação de sensores que possui.

36. - placa comunicação: componente eletrônico que se comunica com uma rede de dados Sigfox ou LoRa com topologia estrela, similar a uma rede de telefone celular, porém com longo alcance, qualidade de sinal e baixo consumo energético de seus componentes. Suas informações são enviadas com uma criptografia AES de 128 bits.

37. - sensores: combinação de 2 ou mais sensores infravermelhos que realizam a leitura de presença do inseto via da interrupção do sinal. Adicionalmente, o sensor de emissão de frequências ultrassônicas, Buzzer, que emite ondas sonoras em frequências programáveis.

38. - baterias recarregáveis (17): fornece energia para funcionamento do sistema, através de tensão mínima de 5 volts, com capacidade de carga mínima de 10.000 mAh.

39. É possível ainda acoplar outros módulos, como de localização geoespacial (GPS), sensores de temperatura e umidade (Dht22) para medir condições ambientais do entorno, durante o momento de contagem dos insetos, painéis fotovoltaicos para a recarga das baterias (17) que alimentam o sistema e assim permita o uso ininterrupto ao longo do ano.

40. Conforme mencionado anteriormente, o dispositivo contém uma placa protoboard, ou equipamentos semelhantes a esse, onde são alocados os diversos componentes eletrônicos. A placa microcontroladora (16), arduíno ou equipamentos semelhantes a esse, se conecta à protoboard e, a ele, são conectados os diversos sensores. Os sensores geram sinais de saída ao microcontrolador (16), em resposta à interrupção de sinais através do deslocamento do inseto-praga dentro

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11/17 do dispositivo, traduzindo-se na presença do inseto. O microcontrolador (16) processa a informação recebida, e envia para a placa de comunicação que transmite a informação através da rede de dados, que são centralizadas em uma estação base (11). As informações recebidas na estação base (11) são enviadas para um sistema de armazenamento de dados em nuvem (12) onde, o software de gerenciamento de dados fará o acesso e devido tratamento de dados, através de sistemas decisores (13) em plataformas variadas, como tablets, computadores e celulares, por exemplo. O microcontrolador (16), ainda, condiciona a emissão contínua e ininterrupta de ondas ultrassônicas, através do sensor emissor, Buzzer, a fim de condicionar uma barreira de entrada de lepidópteros na região perimetral da área de cultivo.

41. Os dados capturados através do deslocamento do inseto no interior do dispositivo (10), são enviados para um sistema de armazenamento em nuvem (12), onde podem ser acessados pelo software de gerenciamento de dados. Este software realiza o tratamento e análise destes dados de forma editável pelo usuário. Por exemplo, análises da periodicidade de atividade do inseto-alvo na lavoura, mapeamento georreferenciado de locais com presença do inseto-alvo definidos em períodos desejados, evolução da taxa populacional do inseto em diferentes períodos, correlações entre população do inseto e eficiência dos tratamentos agrícolas para seu controle, entre outros.

42. No dispositivo (10), a única região de entrada e saída de seu interior está na sua parte inferior, onde consta um orifício de entrada/saída (canaleta - 8) com dimensão definida para o inseto-alvo, essa dimensão é entre 3-5 mm de largura. Nessa estrutura há, também, um suporte (5), que é utilizado para armazenar o feromônio de atração, na parte superior à saída da canaleta (6). A canaleta (8) tem o objetivo de direcionar o inseto-praga a se deslocar em sentido ao feromônio, durante esse deslocamento, os sensores presentes na estrutura de ativação-detecção (4) acoplada ao compartimento interno (7), realiza a leitura do inseto, quando o mesmo interrompe os sinais infravermelhos emitidos pelos sensores. Ao passar por esta secção, em um sentido, os sinais interrompidos contabilizam uma contagem de entrada, a interrupção no sinal contrário, contabilizam uma contagem de saída. A

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12/17 identificação dos insetos ocorre a partir do grau de interrupção dos sinais, isso significa que, os sensores emitem os sinais com uma certa intensidade (quantificável) e cada inseto que passa por eles ao interromper o sinal, dadas as características do seu corpo, fazem a interrupção com uma intensidade diferente, por exemplo, se um conjunto de sinal infravermelho oscila com uma intensidade de sinal de 300, podemos, facilmente identificar insetos como o bicudo do algodoeiro, que fazem a intensidade do sinal cair para a faixa de 30-100, enquanto moscas ou formigas fazem a intensidade do sinal cair para 200-250. Dado o formato do corpo destes insetos, o modo como eles geram a interrupção do sinal, possibilita a identificação do mesmo grupo. O inseto-alvo ao passar pela saída da canaleta (6), se direciona para a área vazia formada entre os compartimentos concêntricos (1 e

7), onde ele então é armazenado. Este compartimento interno (7), além da canaleta (8), apresenta seu interior completamente protegido, permitindo assim a instalação de todos os componentes eletroeletrônicos necessários na região identificada pelo item 4.

43. A tampa (2) possui um formato externo chanfrado, o que impede o acúmulo de sujidades e a retenção de água, funcionando como um telhado, e o seu formato facilita a operação de abertura e instalação dos itens no dispositivo (feromônio e eletrônicos). Seu formato único permite a criação de um desenho com 2 cilindros concêntricos, ocultando toda a eletrônica. Portanto, trata-se do elemento unificador da invenção, utilizada para dar a sustentação necessária aos compartimentos externo (1) e interno (7), como para o compartimento do ultrassom (3). O compartimento externo (1) se encaixa por meio de um plug com a tampa (2). O compartimento interno (7) é rosqueado na tampa (2), permitindo total vedação e impedindo entrada de líquidos e corpos estranhos. O compartimento do ultrassom (3) se encaixa na parte superior da tampa (2), por meio de um sistema de presilhas e está diretamente ligado ao compartimento interno, facilitando a passagem de fios das conexões elétricas.

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EXPERIMENTOS DE DEMONSTRAÇÃO

44. Inicialmente o inseto-alvo é atraído, por meio de um chamariz (por exemplo, feromônio ou coloração atrativa), o mesmo entra na região de detecção (canaleta de contagem) (4), onde ao passar pela combinação de sensores em cada canal individualizado, interrompe um sinal de detecção-ativação que está posicionado em uma secção predeterminada da canaleta (4), neste processo de interrupção do sinal é que ocorre a contabilização do inseto. O sinal em questão pode ser elétrico infravermelho, por exemplo, mecânico - chave switch, por exemplo, magnético solenoide, por exemplo. O canal individualizado consiste em uma região que delimita a entrada dos insetos e com isso permite a contagem dos mesmos.

45. O sinal interrompido é então processado pelo algoritmo instalado na placa processadora, que faz a decodificação dele na forma da contagem aritmética. Cada interrupção corresponde a 1 (um) número na contagem. A contagem realizada é então armazenada na memória do dispositivo eletrônico (miniprocessador e componentes eletrônicos) e os dados são transmitidos via sinal LPWAN para a central de processamentos, onde um software faz a compilação dos dados recebidos e gera o resultado em tempo real ao usuário.

46. Para tal fim foram realizados testes em espaços fechados e avaliado o comportamento do bicudo do algodoeiro, ao passar por dois sistemas distintos, dentro do dispositivo proposto neste documento, sendo um sistema composto por um trajeto com a presença de sensores infravermelhos e outro sem nenhum tipo de sensor, a fim de quantificar a população final de insetos no fim do trajeto estabelecido. Primeiramente, foram liberados 6 insetos no dispositivo sem presença de sensores infravermelhos no trajeto até o ponto final, durante 8 baterias de testes, repetições. Posteriormente, os mesmos 6 insetos foram liberados no dispositivo com a presença dos sensores infravermelho em funcionamento, também em 8 baterias de teste. De acordo com os resultados, não foi observada nenhuma alteração no seu comportamento e nenhuma diferença estatística no número de insetos finais capturados no fim do trajeto, conforme mostra dados da tabela abaixo.

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47. Tabela 1 - Ensaio número insetos capturados em trajeto com e sem presença de sensores infravermelhos

Tratamento	Número médio de insetos capturados ω	Desvio padrão	Tukey (5%)
Trajeto sem sensor	5,375	0,6959	A
Trajeto com sensor	5,25	0,6614	A

Coef. Variação (%)	14,99
Média Geral	5,3125

48. Tal experimento foi realizado por não haver, na literatura, nenhuma referência que apontasse qualquer tipo de informação sobre o comportamento de bicudo do algodoeiro ao se atravessar um trajeto definido com a presença de sinal infravermelho.

49. Confirmada a aplicabilidade da solução, calculou-se com base nas estimativas de custos e economias geradas, comparando o uso da invenção em questão e da solução atualmente empregada (armadilha manual). Os dados de referência foram obtidos na análise de monitoramento do bicudo pré-plantio, realizada pelo IMAmt para todas as regiões do Mato Grosso, e disponibilizado na internet (http://www.imamt.com.br/system/anexos/arquivos/332/original/SAPe_BICUDO_06_2015-2016.pdf?1454443210), pelas últimas 4 safras (de 2014 a 2018). Este relatório foi utilizado como base para estimar a quantidade de aplicações necessárias, pela via convencional, seguindo para isso a normativa técnica de manejo do próprio IMAmt.

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Base de dados

50. Baseado no BAS (Bicudos Armadilhados Semanalmente) apresentado neste relatório foi estimada a quantidade de aplicações totais no terreno, seguindo a recomendação técnica de aplicações necessárias do próprio IMAmt, chegando ao total de 18 aplicações na safra para o Mato Grosso.

Relatório Norma Técnica IMAmt

51. Depois de definida a quantidade de aplicações em área total, se estimou o custo por hectare para controle do bicudo. Para isso, foi utilizado como base a informação disponível no Livro “A Cadeia do Algodão Brasileiro 16/17” - R$ 1.532,00/30 aplicações = R$ 51,07/aplicação e R$ 767,52/15 aplicações = R$ 51,17/aplicação.

52. Em resumo, 18 aplicações x R$ 51,17 (preço médio) = R$ 921,06/ha. Esta é a condição atual de aplicações, com o uso do armadilhamento convencional. A este valor ainda deve-se considerar e contabilizar, potenciais aplicações de bordadura, assim como o custo de monitoramento (convencional R$ 20, Tubo Mata Bicudo R$ 70, mão de obra da equipe de monitoramento em torno de R$ 9,00/ha), por isso estimou-se um custo entre R$ 1.000 - R$ 1.500/ha.

Resultados

53. Com relação ao Monitoramento Remoto, automático e em Tempo Real de Bicudos:

54. A tecnologia tem como princípio de funcionamento, que cada inseto (bicudo) que entra é automaticamente contabilizado e avisado à equipe da fazenda.

55. Por isso, foi considerado que a partir do 1° bicudo que entre na armadilha, se iniciem as aplicações de inseticidas, seguindo a norma técnica do IMAmt de supressão do inseto e aproveitando da possibilidade de se passar a receber o aviso em tempo real. Para tal fim, foram respeitadas as seguintes condições:

56. - Cada bicudo contabilizado será controlado no mesmo dia ou em até 2 dias após seu registro.

57. - As aplicações para controle serão EM BORDADURA, seguindo a normativa técnica do IMAmt e o perfil de deslocamento do inseto (IMAmt).

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58. - A área de bordadura é 10% da área total do plantio

59. - Considerando os bicudos capturados por armadilha semanalmente (BAS), registrados pelo IMAmt, ao substituir a armadilha convencional pela inovação seria possível realizar o controle somente na bordadura e não seria necessário o manejo em área total, já que se conhece o perfil de deslocamento do inseto.

60. - O monitoramento a partir do primeiro botão floral seguirá a normativa técnica do IMAmt, lembrando que é possível já atuar no momento da entrada do primeiro bicudo, o que possibilita também aplicações de contenção, via bordadura em momentos pré-floração.

61. - Todas as considerações anteriores e outras potencialidades da inovação foram validadas em consultas com especialistas da Embrapa-Algodão e evidências técnicas no tema.

62. Baseado nas considerações anteriores, analisando o BAS do IMAmt, chegou-se a estimativa de 45 aplicações de bordadura (equivalente a 4,5 aplicações em área total) e uma estimativa de outras 5 aplicações de área total depois do primeiro botão floral (50 aplicações de bordadura) - baseado nas consultas realizadas com os especialistas.

63. No total estaríamos considerando 9,5 aplicações em área total, utilizando a tecnologia, contra as 18 aplicações calculadas para a armadilha convencional.

64. Por essa razão, e considerando a diversidade com outras áreas produtoras, optou-se, tecnicamente, por uma avaliação ainda mais conservadora e chegando a redução de 30%, ou seja, do custo convencional de R$ 1.000 - 1.500/ha, seria considerado uma redução de R$ 300 - 450/ha.

65. Adicional à redução de custo deve-se considerar que existe uma possibilidade de aumento de produtividade, pelo menor número de ataques de bicudos e danos em botões florais, além do aumento da eficiência da mão-de-obra disponível na fazenda, já que não será necessário realizar vistorias semanais. O técnico iria somente para a troca de feromônio, a cada 14 dias, havendo tempo hábil para contribuir com outras atividades internas da fazenda.

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CONCLUSÃO

66. O dispositivo apresenta como grande inovação a capacidade de congregar a solução ao monitoramento de um grupo de insetos-alvo e ao mesmo tempo, o controle de outro grupo de insetos-alvo (Lepidópteros). Esta ampla gama de atuação faz com que a atividade de monitoramento e controle de pragas seja desenvolvida com mais agilidade, precisão, rigor e assertividade.

67. Se busca a partir da presente invenção, garantir ao usuário a apresentação de todas as informações de maior importância para que se possa tomar a decisão no momento adequado, reduzindo custos, garantindo qualidade e protegendo o meio ambiente, a sociedade e sua própria saúde.

68. A partir do presente dispositivo se espera a melhoria das condições de produção e manejo agrícola e por fim, o aumento da competitividade da agricultura.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de detecção, contagem remota, automática e ininterrupta de pragas-alvo e controlador perimetral de lepidópteros caracterizado por compreender uma estrutura modular plástica rígida; com iscas (feromônio) e coloração característica atrativa a insetos (tons fluorescentes, verde, amarelo, entre outros); ter diversas combinações de sensores; revestida com protetor ultra violeta; podendo ter painéis fotovoltaicos em seu exterior; dividido em quatro compartimentos: compartimento externo (1); compartimento interno (7); tampa (2); e compartimento do ultrassom (3); distantes de 100 a 600 metros um dos outros; e um encaixe (9) para a haste de suporte a uma altura do solo variando de 30 a 400cm.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compartimento externo (1) ser completamente oco e com formato que permite o encaixe com o compartimento interno (7), apresentar em sua superfície lateral perfurações uniformes e em formato paralelepipédico; na parte inferior, apresentar perfurações e um encaixe (9) para uma haste de suporte.
3. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por o compartimento interno (7) não apresentar perfurações no corpo lateral, sendo totalmente selado; na parte inferior, apresenta um orifício, denominado canaleta (8), com dimensão adaptada que permite a passagem dos insetos-praga; e um suporte (5) na parte superior à saída da canaleta (6).
4. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1, 2 e 3, caracterizado por o compartimento interno (7) receber em seu interior os componentes eletroeletrônicos, tais como: microcontroladores/arduíno (16); protoboard; placa de emissão de sinal e comunicação com uma rede de dados disponível, como rede telefônica de dados móveis (3G, 4G, por exemplo), bluetooth, Sigfox, LORA (low range), outras redes provenientes de componentes IOT (Internet das Coisas); baterias (17); GPS; sensores de monitoramento eletrônico, tais como chave óptica, sensores infravermelhos, piezoelétrico, bioimpedância, chave switch, de aproximação, magnético, e sensores de temperatura e umidade); compreendendo o

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2/3 sistema de detecção automatizado do dispositivo, que envia os dados para uma estação base (11), posteriormente a um sistema de armazenamento em nuvem (12) para utilização pelos sistemas decisores (13), tais como tablets, computadores, celulares ou semelhantes a estes.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por tampa (2) ter o formato externo chanfrado; unir os compartimentos externo (1) e interno (7), e receber o compartimento do ultrassom (3), sendo o encaixe com o compartimento externo (1) por meio de um plug, rosqueada com o compartimento interno (7), e na parte superior por um sistema de presilhas com o compartimento do ultrassom (3).
6. Dispositivo, de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizado por compreender um compartimento do ultrassom (3) produzido em plástico ABS, ou semelhantes a esse; com uma parede interna em que se acopla o emissor ultrassônico (buzzer); com ressonância na emissão do pulso em direção unilateral, em frequências programáveis (0,3 a 100 KHz), preferencialmente entre 33 a 65 kHz.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 e 3, caracterizado por a canaleta (8), do compartimento interno (7), ser a secção de entrada do inseto-alvo, com combinação de sensores (elétrico, mecânico, magnético), com dimensão entre

3-5 mm de largura.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 e 3, caracterizado por o suporte (5), do compartimento interno (7), compreender o local que será armazenado os feromônios de atração do inseto-alvo.
9. Uso do dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser para detecção, contagem remota, automática e ininterrupta de pragas-alvo e controlador perimetral de lepidópteros, e utilizado contra pragas de grãos armazenados ou de cultivos agrícolas, como: lepidópteros; e insetos-praga bicudo do algodoeiro (Anthonomus grandis) broca da laranjeira

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3/3 (Cratossomus flavofasciatus), moleque da bananeira (Cosmopolites sordidus), broca da cana (Diatrea spp.), bicudo da cana (Sphenophorus spp.), percevejo marrom (Euschistus heros), besourinho dos cereais (Ryzopertha dominica), entre outras.