A internet das coisas (IoT), que consiste na integração e comunicação (via internet) de tudo que usamos no dia a dia, começa a chegar as lavouras. Pelo menos em parte delas. Pesquisadores brasileiros e europeus estão instalando sensores em experimentos-piloto e construindo uma plataforma computacional para a gestão inteligente da irrigação de precisão. Os testes acontecem no Brasil, Espanha e Itália, conduzidos pela pesquisa internacional Smart Water Management Platform (Swamp).

Os sensores sem fio instalados coletam dados agronômicos e de umidade do solo, em diferentes áreas e profundidades, e avaliam, por exemplo, a necessidade de irrigação das plantas. Através de uma plataforma, 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.

Como estão os testes no Brasil

No Brasil, os pilotos estão localizados nas regiões Nordeste e Sudeste do País e a pesquisa envolve 5 instituições do país, 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).

Segundo 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”, diz.

Obstáculos 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.

O desenvolvimento de softwares para aplicativos inteligentes baseados em IoT, totalmente automatizados, é outra necessidade importante para o avanço do setor. O especialista conta que faltam plataformas avançadas de software de IoT para automatizar os processos e integrar diferentes tecnologias, como a própria internet das coisas, análise de big data e computação em nuvem e de névoa para a implantação de aplicativos-piloto na gestão inteligente da água. A computação em névoa, no escopo do projeto, refere-se ao processamento de dados efetuado na propriedade rural, em equipamentos que agregam os dados coletados nos sensores.

“O projeto está usando tecnologia de ponta em computação, nas áreas de comunicação, plataforma computacional e computação em nuvem. A aplicação dessas tecnologias combinadas em questões relacionadas à irrigação é o foco do projeto, mas seguimos uma estratégia para que os resultados também possam ser usados em outros desafios da agricultura”, conta o pesquisador da Embrapa Informática Agropecuária, Marcos Visoli.

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.

Resultados chegam ainda este ano

A expectativa é que até meados de 2020 todos os pilotos já estejam funcionando e os modelos de estimativa de água operando para indicar quando e quanto irrigar em cada região estudada. Esses indicadores podem representar uma economia considerável, com otimização na distribuição dos recursos hídricos, já que apenas na Itália há um desperdício de cerca de 80% da água retirada dos canais para irrigação das culturas agrícolas.

As avaliações da arquitetura proposta por meio de simulações estão relatadas no artigo “Smart Water Management Platform: IoT-Based Precision Irrigation for Agriculture”, assinado por pesquisadores brasileiros e europeus e publicado no periódico internacional Sensors, líder em acesso aberto sobre ciência e tecnologia de sensores e biossensores. O trabalho é uma versão expandida do apresentado em 2018, durante a 2ª Cúpula Global da IoT, realizada em Bilbao, na Espanha.