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Pesquisadores experimentam irrigação de precisão com sistema de IoT

11/02/2020

 

Pesquisadores brasileiros e europeus estão instalando sensores em experimentos-piloto e construindo uma plataforma computacional para a gestão inteligente da irrigação de precisão, baseada em internet das coisas (IoT, na sigla em inglês). Os testes localizados no Brasil, Espanha e Itália são conduzidos pela pesquisa internacional Smart Water Management Platform (Swamp), aprovada na 4ª Chamada Coordenada Brasil-União Europeia em Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC), em 2017.

A plataforma, baseada em tecnologia de ponta, integra uma rede de sensores sem fio que coletam dados agronômicos e de umidade do solo, em diferentes áreas e profundidades, e avaliam, por exemplo, a necessidade de irrigação das plantas. As informações são enviadas para computadores instalados nas propriedades agrícolas e de lá seguem para uma nuvem computacional, onde são armazenadas e processadas, com o objetivo de otimizar o processo de irrigação e o uso da água na agricultura.

Os primeiros experimentos já demonstraram a viabilidade e o potencial de reprodução do sistema no Brasil e no exterior. Para validar a tecnologia e analisar seu desempenho e escalabilidade, também houve uma simulação do uso de até 45 mil sensores para coleta de dados no campo e integração com outros modelos computacionais. Testes realizados nos três países apontaram, no entanto, a necessidade de modelos personalizados para o uso racional da água e a integração de diferentes tecnologias para que a aplicação da IoT seja adotada de forma generalizada na irrigação de precisão.

No Brasil, os pilotos estão localizados nas regiões Nordeste e Sudeste do País. No continente europeu, estão sendo realizados no norte da Itália, na região de Emilia-Romagna, e no sul da Espanha, em Cartagena. A pesquisa envolve 11 instituições, entre elas a Embrapa, a Universidade Federal do ABC (Ufabc), a Universidade Federal de Pernambuco (Ufpe), o Centro Universitário da Fundação Educacional Inaciana “Padre Sabóia de Medeiros” (FEI), a Universidade de Bologna, na Itália, a Intercrop, da Espanha, e a VTT Technical Research Centre, da Finlândia.

Brasil na vanguarda da IoT agrícola


De acordo com o professor da Ufabc Carlos Alberto Kamienski, líder da pesquisa no País, a iniciativa é inovadora e coloca o Brasil no mesmo nível de países líderes em tecnologia de IoT aplicada à agricultura. Há várias pesquisas em andamento no exterior, mas ainda não há uma plataforma disponível no mercado. A expectativa é que o Swamp gere resultados que possam ser usados por outras empresas para a oferta de serviços aos produtores rurais, com impactos significativos na redução de custo e energia, melhorando a produtividade agrícola com sustentabilidade.

Automatização é um dos desafios da pesquisa
No fim do segundo semestre de 2019, começou a instalação de um experimento do projeto na região do Matopiba, que engloba os estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e Bahia. No campo, a equipe encontrou diversos obstáculos que dificultam o uso de IoT. Além da instabilidade de comunicação, a distância do escritório da fazenda ao pivô central (equipamento que executa a irrigação) e a distância da fazenda até o centro da cidade mais próxima estão entre os principais desafios, segundo relata o pesquisador da Embrapa Instrumentação (SP) André Torre Neto.

 

IoT em grãos e vitivinicultura


No Matopiba, o desafio do projeto é implementar um sistema de irrigação inteligente baseado em Irrigação de Taxa Variável (VRI), visando à redução do consumo de energia, que representa até 30% do custo de produção com grãos, como soja e algodão. De acordo com Torre Neto, que participa do projeto com o desenvolvimento de sensores sem fios, o VRI é capaz de fornecer o mesmo rendimento com cerca de 30% do volume de água normalmente usado ou até 50%, dependendo do tipo de solo, o que diminui o custo de energia.

O conjunto de sensores desenvolvidos pela Embrapa e testados em São Paulo foi adaptado para implantação em uma fazenda da região do Matopiba produtora principalmente de algodão e soja. O principal desafio é trazer os dados em tempo real do campo para a nuvem e gerar os modelos para fazer estimativas, considerando a umidade do solo e o estado fenológico das plantas. Os resultados vão contribuir para aperfeiçoar os modelos usados pela Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), baseados apenas nos índices pluviométricos, ou seja, sem considerar as condições de solo e o estágio de crescimento das culturas.

Já o experimento-piloto na Região Sudeste é realizado na Vinícola Guaspari, localizada na Serra da Mantiqueira, no município de Espírito Santo do Pinhal (SP), que está utilizando sensores instalados na área de produção de videiras. A proposta é realizar medições automáticas do conteúdo de água do solo em diferentes profundidades e fornecer informações rápidas e precisas para o manejo da irrigação, de acordo com o pesquisador da Embrapa Instrumentação Luis Henrique Bassoi, que, com o analista Ednaldo José Ferreira, também integra a equipe.

Consumo de água reduzido na Europa


No continente europeu, os experimentos estão sendo realizados com infraestrutura de comunicação e armazenamento em versões simplificadas em comparação às usadas nos cenários do Matopiba e da vinícola. No norte da Itália, o principal desafio do piloto conduzido pelo Consórcio de Bonifica Emilia Centrale (Cbec), responsável pela irrigação e drenagem de água na região de Emilia-Romagna, é otimizar a distribuição de água.

O intuito é aumentar o uso desse recurso que passa pelos canais, com base na demanda real de irrigação proveniente de três fazendas selecionadas que usam diferentes sistemas de irrigação e cultivam vinhas e peras. “Isso permitirá que o Cbec reduza significativamente o desperdício de água e a energia usada em bombas, por meio de práticas avançadas de gerenciamento, e otimize a irrigação monitorando o balanço de água na fazenda”, comenta Kamienski.

Na Espanha, o piloto está localizado em Cartagena, nas dependências da Intercrop Iberica. Lá, o desafio do projeto é diminuir a quantidade de água usada na irrigação e aumentar o rendimento por quantidade de água, evitando desperdício e reduzindo os custos operacionais e ambientais. Duas safras são cultivadas na mesma estação na parcela selecionada para o experimento – espinafre e alface. As duas hortaliças são irrigadas por sistemas de aspersão e gotejamento portáteis, respectivamente.

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