O aumento das áreas de cultura (monoculturas) com a eliminação da cobertura natural tem por consequência um desiquilíbrio ecológico com reflexos não apenas no meio ambiente como também na própria cultura e, é claro, para o homem. A proliferação de insetos, por exemplo, é um dos problemas que ocorre e que precisa ser combatido. Outro problema é o próprio ataque da cultura por pássaros que, encontrando alimento abundante tem sua população aumentada.
Nota: Artigo publicado na revista Mecatrônica Jovem em agosto de 2022.
No entanto, esse combate não deve agredir o meio ambiente e muito menos ser nocivo ao homem. O uso de defensivos químicos, por exemplo, é algo que deve ser repensado e em seu lugar podemos usar soluções não agressivas, como armadilhas ecológicas para insetos. A eletrônica pode ser fundamental na criação da tecnologia a ser empregada.
Existem muitas possibilidades interessantes que temos explorado ao longo de nossa carreira e evidentemente muitas ainda podem ser criadas com o avanço da tecnologia. Neste nosso artigo vamos focalizar algumas que tanto podem ser montadas para uso experimental ou didático como até apresentadas em eventos e se o leitor tiver uma solução melhor, pode até se tornar um produto comercial.
As armadilhas se baseiam em alguns fatos bem conhecidos não apenas dos biólogos, como também das pessoas que vivem no mundo agro.
a) Os insetos são atraídos por determinados comprimentos de onda de luz, ou seja, cores.
b) Os insetos podem reagir diante de vibrações sonoras de determinadas frequências.
c) Os insetos são fulminados por altas tensões
d) Os insetos podem ser afetados mortalmente por certas radiações como, por exemplo, o ultravioleta e mesmo a radiofrequência.
e) Pássaros também são sensíveis aos ultrassons e determinados tipos de luz,
Com base, nesses fatos, alguns circuitos eletrônicos, até relativamente simples podem ser elaborados com a finalidade de controlar os insetos e outras pragas. Vamos a alguns deles.
Nota: no final do artigo temos link e QRcode para artigos semelhantes de nossa autoria em nosso site.
Também recomendamos nosso livro Projetos Biônicos que relaciona diversas aplicações da eletrônica ligadas ao mundo vivo e que podem ser interessantes para os leitores.
LEDs no Controle de Pragas MA109S BM070E
A procura por meios limpos de se melhorar a produtividade no campo está passando por avanços muito grandes com a chegada de novas tecnologias. Tecnologias que não fazem uso de produtos químicos ou que não agridem o meio ambiente são fundamentais tanto para a preservação do planeta como para a própria qualidade dos produtos. Com a disponibilidade de LEDs de alto rendimento, emitindo luz em porções específicas do espectro abre-se um novo espaço para o desenvolvimento de novos aplicativos para o campo.
A luz tem efeitos especiais tanto sobre as plantas como sobre os insetos e isso levando-se em conta tanto os insetos que trazem benefícios como os indesejáveis (pragas). Já publicamos durante nossa carreira uma grande quantidade de projetos que envolvem a interação de equipamentos que usam luz com insetos.
Podemos citar a Armadilha Ecológica, Matador de Insetos, Repelentes e muitos outros disponíveis neste site. Na figura 1 temos uma armadilha ecológica que usa uma lâmpada fluorescente para atrair insetos, publicada em nosso artigo ART332.
Esta armadilha produz uma descarga de alta tensão no inseto que procura chegar até a lâmpada, quando ele passa entre as barras eletrificadas.
Na época usamos uma luz negra fluorescente (UV), caso em que a atração não era “seletiva”, pois a lâmpada tinha um espectro amplo. Com o uso de LEDs de comprimentos de onda específicos, este projeto pode ser melhorado.
O fato é que sabemos que a luz de determinadas cores (comprimentos de onda) tem efeitos especiais sobre determinados tipos de inseto, o que nos permite pensar e dispositivos capazes de uma ação seletiva, espantando pragas, atraindo insetos benéficos ou ainda estimulando a plantas.
Já existe uma aplicação ampla dos LEDs na horticultura, com a produção de luz nos comprimentos em que o crescimento da planta é maior e com isso possibilitando a elaboração de estufas de alto rendimento. Abordamos este assunto em nosso artigo ART4039 – LEDs na Horticultura.
No entanto, podemos ir além e criar novos aplicativos aproveitando a emissão de LEDs de comprimento de onda específicos e utilizá-los no controle de pragas. Navegando pela internet encontramos diversos trabalhos sobre o assunto, dos quais aproveitamos muitas informações. Podemos citar dois em especial que podem ser de utilidade para os leitores que leem em inglês e que colocamos como referência no final deste artigo.
A luz e os insetos
O primeiro ponto a ser considerado ao se pensar no uso da luz no controle de pragas vem do fato de que os insetos têm um espectro visual diferente do nosso. Os insetos podem ver a luz ultravioleta e em muitas espécies, como no caso das abelhas, a percepção da luz vermelha e abaixo (infravermelho) não existe.
Este espectro se deve à natureza da luz solar, que abrange estas faixas e que, portanto, a natureza aproveitou de forma seletiva no desenvolvimento sensorial das diversas espécies segundo suas necessidades de sobrevivência.
Também deve-se considerar que muitos insetos possuem hábitos noturnos e que, por esse motivo, desenvolveram órgãos sensoriais com sensibilidades apropriada às suas necessidades de sobrevivência.
O fato importante que deve ser levado em conta, entretanto, é que os LEDs possuem espectros e que se estudarmos os comprimentos de onda específicos que tem efeito sobre eles, podemos criar dispositivos de grande utilidade para a agricultura.
Na figura 3 mostramos as curvas de emissão dos LEDs comuns, mostrando que elas ocupam um espectro bastante estreito.
Uma ilustração interessante que aproveitamos de uma dessas documentações de pesquisa na internet adaptando-a às nossas finalidade e a que mostra como as diversas espécies de insetos reagem às fontes de luz, tanto naturais como artificiais. Vemos, por exemplo, que enquanto algumas mariposas são atraídas pelas fontes artificiais de luz, os pernilongos (muriçocas) são repelidos. (Podemos lembrar da música de Adoniran Barbosa que tem na letra a atração das mariposas pelas “lámpidas”).
Veja que no caso das mariposas, a atração ou repulsão pode estar associada ao ritmo circadiano passando a depender do horário do dia em que elas ocorrem.
Um outro fato interessante que encontramos na documentação que ser acessada nas nossas referência no final do artigo é que a luz ambiente pode ajudar na orientação dos insetos e não apenas na visibilidade. Assim as libélulas, possuem sensores dorsais de luz ultravioleta. Uma reflexão dessa radiação num objeto no solo pode causar sua desorientação, conforme mostra a figura 5.
Baseados nesses fatos, podemos elaborar dispositivos emissores de luz em determinados comprimentos de onda com aplicações tanto na atração como repulsão de insetos. Até mesmos dispositivos com base em espelhos podem ser criados.
LEDs Disponíveis
A disponibilidade de LEDs de alta eficiência pode ajudar muito no desenvolvimento de dispositivos que até então não eram viáveis tanto pelo consumo como pelo rendimento. As lâmpadas fluorescentes e incandescentes, além de um espectro amplo que não facilita seu uso a não ser com a ajuda de filtros (que são caros) tinham de ser alimentadas por fontes de potência elevada.
Diversas empresas como a Wurth, OSRAM, Lumileds, ROHM, etc. que tem seus produtos distribuídos pela Mouser Electronics.fornecem LEDs específicos para aplicações em agricultura.
Muitos possuem curvas de emissão otimizadas para melhorar o crescimento de plantas em estufas e outros ambientes. Também são encontrados LEDs com curvas de emissão que não agridem o meio ambiente, como os utilizados na iluminação pública, jardins e outros locais à noite de modo a não impedir que problemas de crescimento ou reprodução das plantas se manifestem, devidos a alteração do ritmo circadiano, repulsão de insetos noturnos vitais à polinização e outros.
É claro que um estudo muito mais profundo das aplicações que podem ser desenvolvidas e mesmo dos impactos das aplicações existentes precisam ser feitos. Podemos citar alguns deles como:
- Efeitos dos diversos comprimentos de onda nos insetos polinizadores, com abordagem básica na agricultura e abordagem adicional em parques e jardins, levando em conta a iluminação pública.
- Alteração do ritmo circadiano, tanto no caso das plantas como dos insetos que podem ser úteis a agricultura.
- Repulsão e atração de insetos que podem ajudar no controle de pragas, por exemplo, sendo predadores de insetos nocivos.
Enfim, existe um amplo campo de pesquisa e desenvolvimento de projeto que pode ser realizado para ajudar a termos uma agricultura livre de pragas, como maior rendimento, usando meios não agressivos ao ambiente como é o uso da luz.
A disponibilidade de LEDs que podem emitir espectros estreitos em praticamente qualquer parte dele, do infravermelho ao ultravioleta abre um campo imenso de possibilidades a quem se aventurar a uma pesquisa mais intensa. Novos produtos podem nos ajudar a manter limpo nosso planeta, eliminando os agrotóxicos e tudo mais que possa afetar nossa qualidade de vida e o equilíbrio de nosso planeta.
Referências:
- Journal of Chemical and Pharmaceutical Research - Research on the design and installation techniques of solar LED pest control light Li Tianhua, Pan Zhengkun and Yang Sha -2014 - http://www.jocpr.com/articles/research-on-the-design-and-installation-techniques-of-solar-led-pest-control-light.pdf
- Prospecting the use of artificial lighting for integrated pest management – Acta Horticulturae - https://www.researchgate.net/publication/263652475_Prospecting_the_use_of_artifical_lighting_for_integrated_pest_management
- Insect reactions to light and its applications to pest management – Applied Entomology and Zoology - https://www.researchgate.net/publication/258168804_Insect_reactions_to_light_and_its_applications_to_pest_management
Mas, com base no que vimos, podemos dar circuitos práticos.
LASER Para Espantar Pássaros (MA130)
Repelente ultrassônico (MA030)
Professor Ventura e o Repelente Ultrassônico
