Utilização de um Modelo de Otimização para o Gerenciamento Automático de Sistemas de Bombeamento para Irrigação em Lavouras de Arroz

Resumo

O Rio Grande do Sul concentra mais da metade do arroz produzido no Brasil, sendo considerado uma referência em produção e comercialização do cereal. A cultura do arroz faz uso do método de irrigação por inundação, onde a água é aplicada na lavoura de modo a formar uma lâmina d'água sobre a superfície do solo. Mas nas lavouras arrozeiras existe uma grande lacuna em relação ao gerenciamento do processo de irrigação. Para tanto, pesquisadores da Universidade Federal do Pampa - Campus Alegrete desenvolveram um sistema capaz de efetuar o controle automático da lâmina dágua na lavoura de arroz irrigado. Sensores de lâmina dágua são posicionados nos quadros de irrigação, interligados a um controlador lógico programável (CLP), responsável pelo acionamento das bombas que fornecem água à lavoura. Porém, no sistema proposto ainda existem algumas lacunas a serem preenchidas, como os posicionamentos dos sensores de lâmina d'água e das bombas, o que variam devido a condições topográficas pertencentes a cada área. Neste sentido, propõe-se a utilização de um modelo de otimização visando a implantação eficiente do sistema, considerando os diferenciais topográficos da área em questão. O projeto basicamente consiste na seleção de um modelo matemático que contemple os aspectos hidrológicos envolvidos na irrigação, e no desenvolvimento de um software de otimização baseado em Algoritmos Genéticos. Objetivando a implantação eficiente de sistemas de gerenciamento de irrigação como o descrito acima, utilizando o menor número de sensores e bombas, de forma a garantir uma lâmina mínima e máxima de água em cada quadro de irrigação. Primeiramente é feito o desenvolvimento do modelo de escoamento, através da utilização da ferramenta PCRaster. Em seguida a estrutura dos cromossomas é definida, ou seja, se estabelece o formato da estrutura de dados que representa uma das possíveis soluções para o problema. Por último, a função de adaptação de cada cromossoma é apresentada. O projeto descrito acima está sendo desenvolvido durante a disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso I (TCC-I), e visa apresentar uma solução para o problema em questão, restando para a segunda parte do projeto (TCC-II) o desenvolvimento e validação do software. Se observou durante a pesquisa a complexidade envolvida na modelagem do movimento da água no solo, o que levou à algumas abstrações no modelo. Em contrapartida o foco na implantação do sistema de gerenciamento foi mantido, o que leva a dedução de que o modelo contemple as variáveis necessárias para que resultados satisfatórios sejam obtidos.