A tecnologia de pulverização com drones vem revolucionando o setor agrícola, proporcionando uma abordagem inovadora e eficiente para a aplicação de defensivos agrícolas, fertilizantes, pesticidas granulados, sementes e outros produtos agrícolas nas lavouras (Figura 1). Os drones têm o potencial de melhorar a precisão, eficiência e a sustentabilidade dos processos de pulverização, oferecendo novas oportunidades e enfrentando ainda alguns desafios na agricultura moderna. Neste artigo, será explorado o panorama atual da tecnologia de pulverização com drones, discutiremos as perspectivas futuras, maneiras de melhorar a pulverização, bem como as oportunidades e desafios que essa tecnologia apresenta para o setor agrícola.

Os drones agrícolas, também conhecidos como Aeronaves Remotamente Pilotadas (Remotely Piloted Aircraft - RPAs) ou Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), são equipados com câmeras, sensores, transmissores e receptores, baterias e sistemas de pulverização (AHMAD et al., 2020). Eles permitem capturar imagens, coletar dados e realizar pulverizações de defensivos agrícolas em áreas de cultivo de grãos, frutíferas, pastagens, entre outras culturas. Com a capacidade de voar em baixa altitude, os drones percorrem as áreas de cultivo de forma sistemática e uniforme, aplicando a quantidade adequada de defensivos agrícolas diretamente sobre as plantas, contribuindo para a otimização dos processos de manejo e proteção das culturas (LI et al., 2021).

Os drones estão se tornando uma realidade cada vez mais presente no meio rural brasileiro

De acordo com dados recentes da Agência Nacional de Aviação Civil (ANAC), referentes a junho de 2023, o Brasil conta com um total de 116.253 drones registrados no Sistema de Aeronaves Não Tripuladas (SISANT), sendo utilizados em diversas áreas, incluindo uso recreativo, aeroagrícola, aerofotografia, aerolevantamento, entre outras (ANAC, 2023). Destes, um total de 3.254 equipamentos estão registrados para uso na área aeroagrícola (drones para pulverização, mapeamento aéreo e monitoramento de lavouras), sendo que 1.627 drones estão cadastrados para aplicações de defensivos agrícolas (ANAC, 2023).

No estado do Paraná, por exemplo, o mercado de drones está em expansão. Dados da ANAC revelam um aumento significativo de 193,12% no número de drones registrados no estado, passando de 2.108 drones em 2018 para 6.179 em 2022 (Figura 2), evidenciando o crescimento contínuo e o potencial desse setor (ANAC, 2022). No ano de 2022, no Paraná, do total de drones registrados na ANAC, 204 equipamentos são destinados ao uso aeroagrícola (ANAC, 2022). A partir de abril de 2022, a ANAC deixou de registrar e apresentar os dados de drones cadastrados por cidade e unidade federativa, visando simplificar o processo de cadastro do usuário e levando em consideração que a certidão gerada no SISANT tem validade em todo o território nacional.

A COVID-19 teve um impacto significativo na diminuição do número de drones cadastrados no Paraná em 2020 (Figura 2). Com as restrições impostas pela pandemia, muitas atividades foram interrompidas ou reduzidas, afetando também o uso e o registro de drones (MARCELINO et al., 2020). As medidas de distanciamento social, fechamento de empresas e restrições de deslocamento limitaram as atividades comerciais e agrícolas, resultando em menor demanda pelo uso de drones.

Além disso, as incertezas econômicas causadas pela pandemia também podem ter levado à redução de investimentos em novos equipamentos. Como resultado, ocorreu uma diminuição no número de drones cadastrados no Paraná durante o ano de 2020. Com a adaptação às restrições e a retomada gradual das atividades, tanto no setor comercial quanto agrícola, houve um aumento na demanda e no uso de drones a partir de 2021.

Panorama atual da tecnologia de pulverização com drones

No panorama atual, os drones de pulverização estão se tornando uma presença cada vez mais comum nas operações agrícolas (Figura 3A), sendo operados por rádios controles de última geração (Figura 3B). Essas aeronaves remotamente pilotadas são equipadas com sistemas de pulverização precisos, que permitem a aplicação direcionada de defensivos agrícolas nas culturas.
 

A incorporação da tecnologia de Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) nos drones oferece a possibilidade de criar rotas pré-programadas, o que otimiza as operações de pulverização ao evitar a sobreposição de áreas já tratadas (Figura 3C e 3D). Além disso, os drones são capazes de acessar áreas de difícil alcance, adaptar-se à terrenos irregulares e reduzir significativamente o contato humano, minimizando assim os riscos associados.

Atualmente, a tecnologia de pulverização com drones está em expansão no Brasil e está sendo adotada por agricultores de diversos segmentos, como no monitoramento de culturas, mapeamento e análise de terrenos, aplicação de defensivos agrícolas, contagem de plantas e estimativa de produtividade, inspeção de infraestruturas agrícolas, irrigação de precisão, detecção de estresse vegetal, levantamento de dados para zoneamento agrícola, monitoramento de animais e rebanhos, florestas e áreas naturais, entre outros (CARVALHO et al., 2020; ORÉ et al., 2020; CARDOSO et al., 2022; BRUZZA et al., 2022).

No Brasil, empresas especializadas estão oferecendo serviços de pulverização com drones para os agricultores, especialmente nas áreas de cultivo de grãos (soja, milho, trigo, feijão), café, frutas, hortaliças, cana-de-açúcar, entre outras diversas culturas. Essas empresas possuem equipamentos avançados, com sistemas de pulverização automáticos e sistemas de navegação controlados por GNSS, além de sensores para mapeamento e monitoramento das áreas cultivadas. Além disso, oferecem serviços especializados, como peças de reposição, manutenção, treinamento e suporte técnico para os agricultores.

A tecnologia de pulverização com drones no Brasil também tem sido impulsionada por instituições de pesquisa e universidades, que desenvolvem estudos e projetos para aprimorar a eficiência e a segurança dessa prática (JORGE et al., 2019). Pesquisas estão sendo realizadas para otimizar o desempenho dos drones, desenvolver algoritmos avançados de rota de voo e sensoriamento remoto para detectar pragas, doenças e deficiências nutricionais das lavouras.

Outros estudos importantes que estão sendo realizados visam avaliar a eficiência da utilização de drones na aplicação de defensivos agrícolas, com o objetivo de criar novos protocolos e avaliar a qualidade da aplicação, o espectro de gotas, a faixa ideal de aplicação, a altura e velocidade de voo, o tipo de ponta de pulverização, a distância potencial de deriva, entre outros fatores.

Além disso, a regulamentação para o uso de drones na agricultura no Brasil tem avançado nos últimos anos. A ANAC estabeleceu regras específicas para o registro, operação e licenciamento dos drones utilizados na atividade agrícola, garantindo a segurança das operações e a conformidade com as normas aeronáuticas. No dia 2 de maio de 2017, a ANAC aprovou o Regulamento Brasileiro da Aviação Civil Especial nº 94/2017 (RBAC-E nº 94/2017), estabelecendo diretrizes e normas para operações aéreas de aeronaves remotamente pilotadas e viabilizando o seu uso no território brasileiro (ANAC, 2017a; ANAC, 2017b; ANAC, 2021).

O RBAC-E nº 94/2017 define os requisitos para o registro, a operação e o licenciamento dos drones utilizados em atividades civis no país (Quadro 1). O objetivo do RBAC-E nº 94/2017 é tornar as operações com esses tipos de equipamentos mais viáveis e seguras. Seguem, na sequência, os principais pontos abordados pelo RBAC-E nº 94/2017:

• Classes: A regulamentação estabeleceu uma classificação para os equipamentos utilizados em atividades com aeronaves não tripuladas. Essa classificação divide os equipamentos em duas categorias principais: aeromodelos e Aeronaves Remotamente Pilotadas (Remotely Piloted Aircraft - RPAs). Os aeromodelos são aeronaves não tripuladas destinadas a fins recreativos. Esses equipamentos são utilizados para atividades de lazer, como voos de entretenimento e competições amadoras. Já as RPAs são aeronaves não tripuladas que são pilotadas a partir de uma estação de pilotagem remota. Essas aeronaves são usadas para operações comerciais, corporativas ou experimentais. As RPAs foram classificadas em três categorias, levando em consideração o peso máximo de decolagem. Esse peso inclui o peso do próprio equipamento, da bateria ou combustível e da carga eventualmente transportada: Classe 1: Peso máximo de decolagem maior que 150 kg. Classe 2: Peso máximo de decolagem maior que 25 kg e até 150 kg. Classe 3: Peso máximo de decolagem de até 25 kg.
• Registro: É obrigatório cadastrar os drones com peso máximo de decolagem superior a 250 g no SISANT. O número de identificação fornecido no certificado de cadastro deve estar visível nas aeronaves.
• Idade mínima: Para pilotar os RPAs, é necessário que tanto os pilotos remotos quanto os observadores (auxiliares) tenham pelo menos 18 anos de idade. No caso dos aeromodelos, não há restrição de idade.
• Licença, Habilitação e Certificado Médico: Para os pilotos que desejam operar as aeronaves remotamente pilotadas das classes 1, 2 ou 3 acima de 400 pés, é obrigatório possuir licença e habilitação emitidas pela ANAC. Além disso, os pilotos remotos das classes 1 e 2 devem obter o Certificado Médico Aeronáutico (CMA) emitido pela ANAC ou o CMA de terceira classe do Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA).
• Seguro: Conforme a regulamentação, as operações de aeronaves não tripuladas de uso não recreativo com peso superior a 250 g (exceto para aeronaves pertencentes a entidades controladas pelo Estado) exigem a contratação obrigatória de um seguro com cobertura contra danos a terceiros.
• Registro de voos: com exceção dos aeromodelos e das RPAs classe 3, os voos realizados com outras aeronaves não tripuladas devem ser registrados.
• Documentos de porte obrigatório: Nas operações envolvendo aeronaves não tripuladas, como aeromodelos e RPAs, com peso máximo de decolagem acima de 250 g, é obrigatório que os operadores estejam em posse dos seguintes documentos: apólice de risco, documento de avaliação de risco e manual de voo. Documentos adicionais podem ser exigidos conforme as regulamentações dos órgãos competentes.
• Local de operação: A distância mínima entre a aeronave não tripulada e pessoas não envolvidas e não anuentes é de 30 metros, a menos que exista uma barreira mecânica adequada para isolar e proteger essas pessoas. No entanto, essa restrição não se aplica a operações realizadas por órgãos de segurança pública, polícia, fiscalização tributária e aduaneira, combate a vetores de doenças, defesa civil e bombeiros, ou operadores a serviço desses órgãos.

Essa regulamentação foi um marco importante para o setor agrícola, uma vez que definiu os parâmetros legais e requisitos operacionais necessários para a utilização segura e eficiente dessas aeronaves não tripuladas no país, proporcionando um ambiente regulatório favorável, impulsionando o crescimento e a diversificação das aplicações dos drones no Brasil. A partir de então, todas as operações com drones, seja para qual for a finalidade de uso, deve obedecer às regras da normativa da ANAC.

Em 22 de setembro de 2021, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) publicou a Portaria nº 298 no Diário Oficial da União, estabelecendo as regras para a operação de aeronaves remotamente pilotadas destinadas à aplicação de defensivos agrícolas, adjuvantes, fertilizantes, sementes e afins (BRASIL, 2021). Essa portaria representa uma regulamentação importante do uso de drones nas atividades agropecuárias, buscando simplificar os procedimentos e adaptar as exigências legais às especificidades dessa tecnologia. O objetivo desta portaria é facilitar a utilização dos drones como ferramenta eficiente e segura no manejo agrícola, promovendo a inovação e o aumento da produtividade no setor.

A Portaria nº 298 estabelece que os operadores, empresas de aplicações aéreas e produtores rurais devem registrar-se no MAPA. O aplicador deve ter mais de 18 anos e possuir o Curso de Aplicação Aeroagrícola Remota (CAAR), oferecido por instituições ou empresas autorizadas pelo MAPA. Em certos casos, é necessário o acompanhamento de um responsável técnico, como um engenheiro agrônomo ou florestal, para coordenar as atividades.

É importante ressaltar que a portaria abrange apenas equipamentos de pulverização de líquidos ou aplicação de sólidos, não incluindo, por exemplo, o levantamento de imagens das lavouras.

Oportunidades na agricultura moderna

A tecnologia de pulverização com drones oferece diversas oportunidades para a agricultura moderna (FORNARI et al., 2020a; FORNARI et al., 2020b). Uma das principais oportunidades é a redução do uso de defensivos agrícolas (HAFEEZ et al., 2023). Com a pulverização direcionada e precisa realizada pelos drones, é possível aplicar a quantidade exata de defensivos agrícolas necessários em diferentes áreas do talhão, evitando desperdícios, reduzindo os custos de produção e os impactos ambientais.

Além disso, os drones permitem uma maior flexibilidade nas operações agrícolas, facilmente adaptados para diferentes tipos de cultivo e tamanhos de propriedades (HAFEEZ et al., 2023). A pulverização com drones também pode ser realizada em áreas de difícil acesso, como encostas íngremes ou terrenos alagados, onde os tratores, pulverizadores autopropelidos e aviões agrícolas têm dificuldades de operar.

A utilização de drones pulverizadores também contribui para a redução do contato humano com os defensivos agrícolas (FORNARI et al., 2020a). Tradicionalmente, a aplicação de defensivos agrícolas envolve o manuseio direto dessas substâncias, o que pode representar riscos à saúde dos agricultores e operadores. Com os drones, a pulverização é realizada remotamente, minimizando a exposição humana aos defensivos agrícolas.

Perspectivas futuras da tecnologia de pulverização com drones

Os drones estão se apresentando mais inteligentes e autônomos, com capacidades de voo avançadas, sensores sofisticados e algoritmos de processamento de dados mais robustos. As perspectivas futuras da tecnologia de pulverização com drones indicam avanços notáveis na melhoria da eficiência da pulverização, na integração com outras tecnologias agrícolas, no uso de tecnologias de sensoriamento remoto, na automação e no aumento da capacidade de carga. Além disso, espera-se o desenvolvimento de defensivos agrícolas mais adequados, a criação de novas funcionalidades e avanços na regulamentação e segurança.
 

• Melhoria na eficiência da pulverização: uma das principais perspectivas futuras é o aprimoramento dos sistemas de automação e inteligência artificial dos drones de pulverização. Isso permitirá que eles façam ajustes mais precisos durante o voo, adaptando-se automaticamente às condições do terreno e às necessidades das plantas. Algoritmos mais avançados serão desenvolvidos para otimizar a rota de voo, a taxa de aplicação de acordo com as necessidades de cada área, a quantidade de produto aplicado e a seleção dos alvos, resultando em uma pulverização ainda mais eficiente e precisa.
• Integração com outras tecnologias agrícolas: em um futuro próximo, os drones poderão se comunicar com redes de sensores agrícolas, sistemas de agricultura de precisão e softwares de gestão de lavouras, compartilhando informações e trabalhando de forma conjunta. Isso permitirá o monitoramento contínuo das condições das plantas e o direcionamento preciso da pulverização com base nas necessidades específicas de cada área ou cultura.
• Integração com tecnologias de sensoriamento remoto: a integração dos drones pulverizadores com imagens de satélite e drones de monitoramento é outro passo importante no setor. Os dados coletados pelos drones pulverizadores poderão ser integrados a sistemas de gestão agrícola, auxiliando os agricultores na tomada de decisões e no monitoramento contínuo das áreas cultivadas.
•  Aumento da capacidade de carga e autonomia: espera-se que essas aeronaves sejam capazes de transportar volumes maiores de líquidos ou grânulos, permitindo uma maior cobertura das áreas agrícolas em uma única operação. Além disso, a melhoria na autonomia de voo possibilitará que os drones cubram distâncias maiores, aumentando sua eficiência operacional.
• Desenvolvimento de defensivos agrícolas mais adequados: produtos com formulações específicas, que permitam uma melhor aderência às plantas e uma liberação gradual dos princípios ativos, deverão ser desenvolvidos para maximizar a eficiência da pulverização com drones. Isso ajudará a reduzir ainda mais a quantidade de defensivos agrícolas utilizados, minimizando os impactos ambientais e os custos para os agricultores.
• Desenvolvimento de novas funcionalidades: à medida que está tecnologia avança, é provável que novas funcionalidades sejam incorporadas aos drones pulverizadores. Isso pode incluir recursos como detecção de pragas em tempo real, identificação de plantas daninhas específicas, aplicação seletiva de defensivos agrícolas e até mesmo a possibilidade de realizar outras tarefas além da pulverização, como polinização de culturas ou monitoramento da saúde das plantas.
• Avanços em regulamentação e segurança: outro aspecto importante é o desenvolvimento e aprimoramento de regulamentações específicas e adaptadas à tecnologia de pulverização com drones. Regulamentações essas que venham a melhorar ou complementar as que já estão em vigor no Brasil, como a RBAC-E nº 94/2017 e a Portaria nº 298 do MAPA. Aspectos como distâncias de segurança, capacitação dos operadores e monitoramento das operações devem ser fundamentais e estar bem claros para o desenvolvimento sustentável dessa tecnologia.

No geral, a tecnologia de drones pulverizadores aponta para um contínuo desenvolvimento tecnológico, visando aprimorar a eficiência, a precisão e a sustentabilidade das operações agrícolas. Essa tecnologia tem o potencial de revolucionar a forma como a pulverização é realizada, trazendo benefícios significativos para os agricultores, o meio ambiente e a produção de alimentos de maneira geral.

Desafios a serem superados

Existem alguns desafios importantes a serem superados na pulverização com drones na agricultura moderna.

Esses desafios exigem esforços contínuos de pesquisa, desenvolvimento e colaboração entre as diversas empresas do setor, visando superá-los e aproveitar todo o potencial dos drones pulverizadores na agricultura moderna. Dentre eles, podemos citar:

• Capacidade de carga e autonomia: Os drones pulverizadores ainda enfrentam limitações em relação à quantidade de defensivo agrícola (calda) que podem transportar e à distância que podem percorrer sem recarga das baterias. Aumentar a capacidade de carga e a autonomia de voo é essencial para cobrir áreas maiores de forma eficiente.
• Precisão da pulverização: É fundamental garantir uma aplicação precisa e uniforme dos defensivos agrícolas. Os drones devem ser capazes de evitar sobreposições e falhas na cobertura das áreas. Desenvolver sistemas de pulverização mais avançados, com controle preciso da taxa de aplicação, é necessário para melhorar a precisão.
• Aceitação e confiança dos agricultores: A confiança e a aceitação dos agricultores são essenciais para a adoção generalizada dos drones pulverizadores. Demonstrar os benefícios e vantagens dessa tecnologia, incluindo eficiência e retorno sobre o investimento, é fundamental para aumentar a confiança dos agricultores.
• Custos e viabilidade econômica: Outro desafio é o custo inicial de aquisição dos drones e dos equipamentos associados. Embora os preços tenham diminuído nos últimos anos, ainda é um investimento significativo para muitos agricultores. Além disso, é necessário treinamento adequado para operar os drones e interpretar os dados coletados, o que pode exigir recursos adicionais. Além disso, é necessário avaliar a viabilidade econômica dessa tecnologia em diferentes culturas e tamanhos de propriedades.

Maneiras de melhorar a pulverização com drones em cultivos agrícolas

Existem várias maneiras de melhorar a pulverização com drones na agricultura. Dentre elas, podemos citar as seguintes:

1. Monitoramento e planejamento adequados: O monitoramento regular de pragas e doenças nas lavouras, juntamente com um planejamento adequado das pulverizações, são atividades essenciais antes da pulverização com os drones para maximizar a eficácia da aplicação de defensivos agrícolas.

2. Escolha de produtos adequados: Para minimizar o impacto ambiental e proteger os animais e seres humanos, escolha produtos fitossanitários e fertilizantes eficazes no controle de pragas e doenças, que sejam biodegradáveis e de baixa persistência no ambiente.

3.Técnicas de aplicação adequadas: Utilize equipamentos modernos e bem calibrados, como drones pulverizadores de tecnologia avançada, para uma aplicação precisa e eficiente dos defensivos agrícolas. Ajuste corretamente a pressão, altura de voo e a velocidade de trabalho de acordo com as recomendações do fabricante e características da cultura.

4. Proteção da biodiversidade: Evite pulverizar próximo a corpos d’água, reservas naturais e habitats de espécies ameaçadas. Implemente práticas de manejo integrado de pragas, como rotação de culturas, consórcio de plantas e uso de repelentes vegetais, para reduzir a dependência de defensivos agrícolas.

5.Treinamento e capacitação:  Busque o treinamento adequado para uma pulverização segura e eficaz. Isso abrange o manuseio correto dos produtos, o uso apropriado de Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) e a adoção de Boas Práticas Agrícolas (BPA).

6. Pesquisa e inovação: Incentive a pesquisa e o desenvolvimento de técnicas de pulverização com drones mais sustentáveis e eficientes, permitindo identificar áreas-alvo, reduzindo o uso excessivo de defensivos agrícolas.

7. Manejo integrado de pragas e doenças (MIPD): Adote o manejo integrado de pragas e doenças, combinando o uso de drones com o controle biológico, armadilhas, técnicas de cultivo adequadas e uso seletivo de fitossanitários. Reduza a dependência da pulverização e minimize os impactos ambientais.

8. Educação e conscientização: Busque a conscientização sobre a pulverização responsável por meio de programas de treinamento, workshops e divulgação de informações atualizadas. Mantenha-se atualizado sobre as melhores práticas e tecnologias de pulverização, incluindo o uso de drones.

9. Monitoramento pós-aplicação: Realize monitoramento regular pós-pulverização para avaliar a eficácia do controle de pragas e doenças. Ajuste as estratégias de manejo, se necessário, evitando aplicação excessiva de produtos fitossanitários.

10. Regulamentação e fiscalização: É essencial estar regulamentado nos órgãos de fiscalização, como a ANAC e MAPA, garantindo o cumprimento das boas práticas agrícolas e o uso correto de produtos fitossanitários. Autoridades e agricultores devem colaborar para promover a conformidade e fornecer suporte técnico, quando necessário.

Considerações finais

A tecnologia de pulverização com drones representa um panorama promissor na agricultura moderna, oferecendo perspectivas futuras de aprimoramento e eficiência no manejo de cultivos. Essa abordagem apresenta oportunidades significativas, como a precisão no direcionamento da aplicação e a otimização dos recursos agrícolas. No entanto, existem desafios a serem enfrentados, como a integração segura dos drones no espaço aéreo, a adaptação das técnicas de pulverização às diferentes culturas e a capacitação dos agricultores no uso dessa tecnologia. Superar esses desafios permitirá que a pulverização com drones se torne uma realidade mais ampla e benéfica para a agricultura, promovendo uma abordagem sustentável e de alta eficiência no manejo dos cultivos agrícolas no Brasil.