AVALIAÇÃO E CALIBRAÇÃO DE SENSOR CAPACITIVO PARA ESTIMATIVA DA UMIDADE DO SOLO EM ARGISSOLO VERMELHO

Gabriel de Souza Roriz; Giovanna Tavares Mendonça Romano; Leonardo Lelis de Paiva Costa; Andressa Blasi Paiva; Conan Ayade Salvador; Henrique Vieira de Mendonça

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Trabalho

Título do Trabalho

AVALIAÇÃO E CALIBRAÇÃO DE SENSOR CAPACITIVO PARA ESTIMATIVA DA UMIDADE DO SOLO EM ARGISSOLO VERMELHO

Autores

Gabriel de Souza Roriz
Giovanna Tavares Mendonça Romano
Leonardo Lelis de Paiva Costa
Andressa Blasi Paiva
Conan Ayade Salvador
Henrique Vieira de Mendonça

Modalidade

Resumo

Área temática

Ciências Agrárias - Engenharia Agrícola

Data de Publicação

27/03/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1325362-avaliacao-e-calibracao-de-sensor-capacitivo-para-estimativa-da-umidade-do-solo-em-argissolo-vermelho

ISBN

978-65-272-2302-3

Palavras-Chave

instrumentação, conteúdo de água no solo, manejo da irrigação, sensores de umidade.

Resumo

A instrumentação na agricultura irrigada tem sido utilizada como uma ferramenta para o gerenciamento eficaz do uso da água, com impacto no aspecto ambiental e econômico. O uso de sensores aliado a estratégias de automação tem possibilitado a mensuração prática, rápida, com baixa incerteza, além do armazenamento de dados referente ao conteúdo de água no meio de cultivo. O conhecimento dessa variável físico-hídrica auxilia na definição do quando e quanto irrigar, visando promover uma produção agrícola competitiva. A adoção de metodologias não-destrutivas para estimar o teor de água no solo tem-se destacado, pois permite tomada de decisão célere quanto o manejo da irrigação e possibilita o seu monitoramento contínuo. Os sensores com medição capacitiva estão entre os de maior aplicação científica e comercial, sendo recomendado sua calibração para o solo específico buscando a redução da incerteza da medição. Nesse sentido, o presente estudo objetivou realizar a calibração do sensor capacitivo do teor de água no solo, modelo CS12, e analisar sua viabilidade como alternativa de baixo custo aplicado ao manejo de irrigação. Utilizou-se 5 balanças compostas por células de carga com faixa de operação de 0-10 kg, com o objetivo de automatizar a aquisição de dados gravimétricos. Posteriormente, realizou-se a calibração das mesmas com a inserção de 22 massas conhecidas no intervalo de 0 a 7 kg, de forma crescente e decrescente, para verificar a existência de histerese. Com os dados obtidos realizou-se a análise de regressão, selecionando a equação de melhor ajuste. Com isso, executou-se a análise de incerteza de medição aplicando a equação de calibração para a estimativa de 5 massas conhecidas de 0 a 6 kg, 20 repetições e tempo de leitura de 10 s, em que se verificou a necessidade de ajuste dos desvios observados. Após a correção da equação de calibração, realizou-se novamente a análise de incerteza, obtendo-se erros de medição na faixa de 0,93 – 16,65 g entre as 5 balanças, considerada adequada para fim proposto. Coletou-se amostras deformadas e indeformadas de um Argissolo Vermelho, da camada de 0-20 cm, e após seco ao ar determinou-se a umidade residual, o fator de correção f e a densidade do solo. Preencheu-se 5 conjuntos de vasos de 3,6 L contendo solo, bidim e brita, e realizou-se a saturação do solo. Após drenagem do excesso de água, com o solo na capacidade de campo, determinou-se a massa de água, o conteúdo de água gravimétrico e volumétrico. Deu-se início ao ensaio de calibração dos sensores CS12 com coletas horárias do sinal de resposta dos 5 sensores, um por vaso, e a massa dos 5 conjuntos, sendo considerado como repetições. A aquisição, processamento e armazenamento dos dados foi realizado com o auxílio de dois microcontroladores Arduino modelo Mega, um módulo RCT modelo DS3231, e um módulo micro SD card, sendo programado em linguagem C++. O desempenho da calibração dos sensores foi avaliado pelo coeficiente de determinação (r2), pelo coeficiente de correlação de Pearson (r), e pela obtenção da curva de secagem do solo. Os dados obtidos comprovaram uma correlação positiva entre as leituras do conteúdo de água volumétrico observada e estimada pelos sensores, com r2 variando de 0,76 a 0,97 para os modelos de melhor ajuste. Com a calibração obteve-se coeficientes de correlação de Pearson classificado como muito forte (r > 0,92), exceto para um sensor que apresentou correlação forte (r = 0,82). Portanto, os resultados obtidos comprovam que a calibração específica do sensor CS12 para o solo estudado, proporcionou a obtenção de modelos de predição de desempenho satisfatório, apresentando potencial para o uso no manejo da irrigação de culturas agrícolas.

Título do Evento: XII Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2025) & VI Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2025)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

RORIZ, Gabriel de Souza et al.. AVALIAÇÃO E CALIBRAÇÃO DE SENSOR CAPACITIVO PARA ESTIMATIVA DA UMIDADE DO SOLO EM ARGISSOLO VERMELHO.. In: Anais da Reunião Anual de Iniciação Científica e Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação da UFRRJ - Justiça climática: por um mundo mais sustentável, justo e igualitário. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xii-reuniao-anual-iniciacao-cientifica-da-ufrrj-raic/1325362-AVALIACAO-E-CALIBRACAO-DE-SENSOR-CAPACITIVO-PARA-ESTIMATIVA-DA-UMIDADE-DO-SOLO-EM-ARGISSOLO-VERMELHO. Acesso em: 30/05/2026