SISAERA: SOFTWARE PARA CONTROLE DE AERAÇÃO EM GRÃOS ARMAZENADOS

Transcrição

1 SISAERA: SOFTWARE PARA CONTROLE DE AERAÇÃO EM GRÃOS ARMAZENADOS Rosângela G. Leite 1,4, Ivano A. Devilla 2,4, Ricardo C. Resende 3,4 1 Bolsista PIBIC/CNPQ 2 Pesquisador - Orientador 3 Pesquisador- voluntário 4 Curso de Engenharia Agrícola, Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas, UEG RESUMO: O manejo adequado da aeração em uma massa de grãos armazenada é de fundamental importância para se manter a qualidade do produto, além de reduzir o custo da armazenagem. Neste projeto foi desenvolvido o software Sisaera que é um sistema de controle de aeração de grãos armazenados em silos, com o uso de técnicas de inteligência artificial. Para tal, o software foi desenvolvido na linguagem de programação Basic orientado a objeto em ambiente Visual Basic produzido pela Microsoft. O Sisaera é composto por dois módulos distintos: módulo principal e módulo de aquisição de dados e decisão. Desta forma, o software pode ser utilizado para reduzir: perdas de pós-colheita, custos com energia elétrica, custos com fumigantes, e os custos com mão-deobra. PALAVRAS-CHAVE: sistema especialista, controle automático, aeração. Introdução: o sistema de produção agrícola brasileiro apresenta elevados índices de perdas. Estas perdas, na sua maioria, são causadas por danos físicos ocorridos durante as operações de colheita, transporte, secagem e armazenagem, ou por agentes biológicos, como insetos, pássaros, roedores e microorganismos, e pela própria respiração dos grãos. A expressiva produção de grãos gera a necessidade de sistemas de armazenagem eficientes, que minimizem as perdas de qualidade dos produtos. Das condições de armazenagem depende a conservação das propriedades físicas e organolépticas do produto. A deterioração de grãos armazenados, que é altamente dependente da temperatura e da umidade dos grãos, está relacionada com a respiração do produto e de microorganismos que o acompanham (Sauer, 1992; Steele et al., 1969; Thompson, 1972). O manejo adequado da aeração em uma massa de grãos armazenada é de fundamental importância para se manter a qualidade do produto, além de reduzir o custo da armazenagem. A temperatura e a umidade dos grãos podem ser reduzidas, tendo-se por conseqüência menor deterioração dos grãos. Halderson (1985) e Lasseran et al (1994) avaliaram o efeito do manejo adequado da aeração na qualidade de grãos de cevada e trigo armazenados em silos.os autores verificaram que o manejo adequado da aeração preservaram os grãos com boa qualidade, diminuíram os custos de armazenamento e houve redução no consumo de energia elétrica. Durante o tempo de armazenamento não houve necessidade do uso de inseticidas e ocorreu a inibição do crescimento de fungos. O uso da aeração para o controle de insetos é uma prática utilizada mundialmente. A temperatura dos grãos, quando aerados, é reduzida 1

2 abaixo da mínima para sobrevivência dos insetos. Além disso, uma vantagem do controle de insetos pela manipulação da temperatura da massa de grãos é o menor uso de fumigantes (Reed et al., 2000). Nos Estados Unidos, populações de Sitophilus zeamais e Tribolium castaneum foram reduzidas em silos que continham sistema de aeração. O inseticida metílico degradou mais rapidamente em silos não-aerados do que em aerados, e a população de insetos, em grãos de milho, foi maior em silos nãoaerados (ARTHUR e THRONE, 1994).A produção agrícola é envolta num complexo produtivo, que requer a acumulação e integração de conhecimentos e informação de diferentes fontes. Para tornar-se competitivo, o moderno produtor geralmente conta com especialistas e conselheiros em agricultura para fornecer informações para tomada de decisão. No entanto, estes especialistas nem sempre estão à disposição quando o produtor necessita. Para minimizar este problema, sistemas especialistas estão sendo usados como poderosa ferramenta para auxiliar os produtores nestas ocasiões.sistemas especialistas (S.E.) são programas de computadores que procuram imitar o processo de raciocínio ou a performance de um especialista humano, de maneira específica no domínio para o qual o especialista humano existe (Amizadeh e Jamshidi, 1994). Os sistemas especialistas podem ter as seguintes vantagens, quando comparados aos especialistas humanos: são permanentes, são fáceis de se transferir, são facilmente documentados; e têm, depois de implementados, custo de manutenção baixo (Waterman, 1986).Sistemas especialistas e modelos que usam dados físicos e biológicos no manejo de grãos armazenados têm sido desenvolvidos em diferentes países, incluindo Austrália, Grã-Bretanha, Estados Unidos e alguns países de regiões tropicais. Estes sistemas são implementados criando-se uma base de conhecimento para o manejo de grãos armazenados. Os sistemas especialistas e os modelos proporcionam melhor conhecimento das alternativas de manejo, incluindo o uso da aeração, com os objetivos de manter a qualidade dos grãos armazenados e de controlar os insetos (Reed et al., 2000). No Brasil, vários pesquisadores tem desenvolvido S.E. para diversos fins, tais como: dimensionamento e seleção de equipamentos para pré-processamento de café (Prado, 2001); determinação da aptidão agrícola de terras (Fernandes Filho, 1996); diagnóstico de toxinfecções de origem bacteriana (Freitas, 1995);e apoio a decisão de extensionistas e produtores rurais no planejamento de empresas rurais (Oliveira, 1995).De acordo com o exposto, nota-se um grande potencial para o uso de sistemas especialistas que venham auxiliar na redução das perda de grãos durante o armazenamento. O controle automático e eficiente do sistema de aeração de grãos em silos por meio de um sistema de especialista contribuirá significativamente na redução das perdas pós-colheita. Material E Métodos: no Laboratório de Engenharia Agrícola do Curso de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual de Goiás, Anápolis GO, foi desenvolvido software para aquisição de dados e controle automático do sistema de aeração de grãos, intitulado Sisaera. O sistema de aquisição de dados é composto por: placa de aquisição, termopares para medição da temperatura dos grãos e um sensor de temperatura e umidade relativa do ar ambiente, sendo utilizado para auxiliar o sistema especialista em suas decisões. O software foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação 2

3 Basic orientado a objeto em ambiente Visual Basic, versão 6.0 da Microsoft, que trabalha em ambiente WINDOWS. Além da aquisição de dados, o programa realiza o controle automático dos motores utilizados no sistema de aeração, utilizando saídas analógicas da placa de aquisição. O Sisaera é composto por dois módulos distintos: módulo principal e o módulo de aquisição e decisão. No módulo principal são apresentadas ao usuário as opções de: (a) Apresentação dos autores, (b) Apresentação e explicação do software, (c) Avançar para a unidade de aquisição de dados (d) encerramento do software. Na apresentação do software são informados ao usuário os objetivos e o funcionamento do programa. Já na apresentação dos desenvolvedores é apresentado um breve currículo dos autores do software. No módulo de unidade de aquisição o sistema obtém os dados da placa ( temperatura, umidade relativa do ar, temperatura da massa grãos) e usuário terá a opção de decidir qual modo de controle que irá optar, podendo ser (a) diferença entre a temperatura dos grãos e a ambiente, (b) temperatura média dos canais e (c) Umidade relativa do ambiente. Resultados E Discussão: o programa Sisaera possui um Instalador que permite ao usuário instalar o programa em qualquer computador que tenha Windows9x, Me, 2000 ou XP. O software exige espaço de 11 MB livre para ser instalado. Na Figura 1 é apresentado o módulo principal do Sisaera. A Figura 2 mostra o módulo de aquisição de dados do Sisaera. Figura 1 Módulo principal do Sisaera 3

4 Figura 2 Módulo de cálculo do CalcPress CONCLUSÕES: O sistema especialista desenvolvido, contribui significativamente para redução das perdas de grãos durante o armazenamento. Nas condições em que foram desenvolvidos este trabalho permitiram concluir que o software Sisaera: (a) é de fácil utilização; (b)tem controle eficiente da aeração proporcionando a redução da mão-de-obra ; e (c) redução de custos de armazenamento e de energia elétrica. Referências Bibliográficas: Amizadeh, F.N., Jamshidi, M. The evolution of expert systems. In: Soft computing-fuzzy, Neural Networks, and Distributed Artific ial Intellingence. New Jersey: Prentice Hall, p Arthur, F.H., Throne, J.E. Pirimiphos-methyl degradation and insect population growth in aerated and unaerated corn stored in southeast Georgia: small bin test. Journal Economical Entomology, v. 87, p , Faroni, L.R.D A., Devilla, I.A. Tecnologia de aeração e resfriamento de grãos. In: CONFERÊNCIA NACIONAL DE PÓS COLHEITA SAG-MERCOSUL,2, SIMPÓSIO EM ARMAZENAGEM QUALITATIVA DE GRÃOS DO MERCOSUL,2, Anais... Londrina, PR:FAPEAGRO, v. 2, p ,

5 Fernandes Filho, E.I. Desenvolvimento de um sistema especialista para determinação da aptidão agrícola das terras de duas bacias hidrográficas. Viçosa, MG:UFV, p. Tese (Doutorado em Fitotecnia) Universidade Federal de Viçosa, Freitas, L.H. Sistema especialista para diagnóstico de toxinfecções alimentares de origem bacteriana. Viçosa, MG:UFV, p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Alimentos)- Universidade Federal de Viçosa, Halderson, J.L.Results of a grain storage study in Idaho. Transactions of the ASAE, v. 28, n. 1, p , Lasseran, J.C. Aeração de grãos. Viçosa, MG:CENTREINAR/UFV, p. Série CENTREINAR n. 2. Lasseran, J.C.; Niquet, G.; Fleurat-Lessard, F. Quality enhancement of stored grain by improved design and management of aeration. In: 6TH INTERNATIONAL WORKING CONFERENCE ON STORED-PRODUCT PROTECTION, 1994, Canberra, Proceedings..., Canberra, Austrália: CAB International. v. 1, n. 2, p , Navarro, S., Calderon, M. Aeration of grain in subtropical climates. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Agricultural Research Organization, Division of Stored Products. Rome: FAO Agricultural Services, 1982 (Bulletin n. 52). Oliveira, A.J. Um sistema inteligente de apoio à decisão para o planejamento de empresas rurais. Viçosa, MG:UFV, p. Dissertação (Mestrado em Economia Rural) Universidade Federal de Viçosa, Pereira, J. A. M. Aeração de grãos (Parte I) Fundamentos e Manejo. Viçosa, MG: CENTREINAR/UFV, 54 p Pereira, J.A.M. Aeração de grãos (Parte II) Movimentação de ar e dimensionamento de sistemas. Viçosa, MG: CENTREINAR/UFV, 37 p.,1998. Prado, E.V. Sistema especialista para dimensionamento e seleção de equipamentos para pré - processamento de café. Viçosa, MG:UFV, p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) Universidade Federal de Viçosa, Reed, C., Arthur, F.H. Aeration. In: SUBRAMANYAM, B., HAGSTRUM, D. W. Alternative to pesticides in stored-product IPM. Norwell: Kluwer Academic Publishers, p Sauer, D.B. Storage of cereal grains and their products. Minnesota, USA: American Association of cereal chemists, p. Silva, J.S., Lacerda Filho, A.F., Devilla, I.A. Aeração de grãos armazenados. In: Silva, J.S. Secagem e armazenagem de produtos agrícolas. Viçosa: Editora Aprenda Fácil, p Sinício, R.; Muir; W.E. Aeration Strategies for Preventing Spoilage of Wheat Stored in Tropical and Subtropical Climates. Applied Engineering in Agriculture. USA: American Society of Agricultural Engineers, v. 14, n. 5, p ,

6 Steele, J.L.; Saul, R.A.; Hukill, W.V. Deterioration of shelled corn as measured by carbon dioxide production. Transactions of the ASAE, v.12, n. 5, p , Thompson, T.L. Temporary storage of high-moisture shelled corn using continuos aeration. Transactions of the ASAE, v.15, n. 2, p , Waterman, D.A. A guide to expert systems. USA: Addison Wesley Publishing. 417p