A escassez de água, agravada em várias regiões por causa da crise climática, tem provocado uma verdadeira corrida por inovação em busca de maior sustentabilidade no uso de recursos hídricos. Neste cenário, cientistas brasileiros têm se destacado.
Por meio de uma parceria entre a Embrapa Agroindústria Tropical, a Universidade Federal do Ceará (UFC), o Laboratório de Inovação Tecnológica e Experimentação Científica Instituto Atlântico (Litec) e a empresa 3V3 Tecnologia, pesquisadores criaram um sensor que utiliza inteligência artificial para medir o estresse hídrico das plantas e, assim, otimizar a irrigação.
Com o equipamento, ainda um protótipo, eles calculam ser possível economizar, em média, 30% de água nas plantações de alimentos. Isso num contexto em que a agricultura consome 70% da água utilizada no planeta, de acordo com a ONU.
A tecnologia utiliza como base o balanço de energia das folhas e pode contribuir para a tomada de decisão mais precisa e assertiva no manejo da irrigação. Embora os efeitos da deficiência de água sobre o balanço energético dos tecidos das folhas sejam conhecidos, o autor principal do estudo, agrônomo Cláudio Carvalho, diz que o uso de IA para a identificação de padrões e para o controle de irrigação é inédito.
O sistema desenvolvido consiste em três dispositivos principais: um sensor de temperatura das folhas, um psicrômetro aspirado e um piranômetro.
O sensor de temperatura das folhas utiliza termistores encapsulados em vidro, que são fixados na superfície das folhas e conectados a um sistema de coleta de dados. Com os dados de temperatura, umidade do ar e radiação solar, o sistema avalia e determina as necessidades hídricas das plantas. Quando é identificada a necessidade de irrigação, o sistema aciona automaticamente os dispositivos.
“Sempre me inquietou o fato de as estimativas das quantidades de água a serem aplicadas na irrigação terem como base balanços hídricos (modelos matemáticos relativamente precisos) ou os valores de déficit hídrico do solo medidos por sensores de umidade, com alcance extremamente local (raio de 20 cm) e colocados em um ou poucos locais dentro de hectares de plantação (1 a 3, talvez)”, disse Carvalho ao Estadão.
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Segundo ele, o método se baseia em uma reação característica das folhas das plantas de modificarem o seu balanço de calor quando mais ou menos hidratadas. “Em grosso modo: as folhas de plantas bem hidratadas sempre são mais frias que o ar circundante, enquanto as deficientes tendem a ser mais quentes. O modelo que desenvolvemos baseia-se nesse efeito,” explicou.
O professor compara a tecnologia ao termômetro clínico digital. “Pouquíssimas pessoas sabem o princípio do sensor de temperatura e menos ainda conhecem a tecnologia que converte o sinal do sensor em um valor de temperatura que aparece no visor. No entanto, a maioria sabe que, se a temperatura medida na pessoa for acima de 38 graus, algo não está correto. Esse mesmo princípio se aplica ao dispositivo com o qual estamos trabalhando. Cada espécie de planta apresentará um ‘padrão’ de variação diurna de temperatura, mas, com o uso da IA, serão criadas referências.”
Michel Freire, CEO da 3V3 Tecnologia, diz que o próximo passo é produzir uma versão comercial do equipamento. A promessa é baixo custo e ser acessível aos pequenos agricultores. “Essa tecnologia ainda está em fase de desenvolvimento e validações iniciais junto à Embrapa, mas acreditamos muito no potencial dela”, diz o empresário.
Segundo ele, nos casos em que atualmente não é feito um controle eficiente da irrigação, a economia de recurso hídrico para o produtor pode chegar a 50%. “Diante do cenário de mudanças climáticas e aumento da temperatura global, a água se tornará cada vez mais crucial. Justamente por ser uma empresa nordestina, conhecemos com propriedade a importância e urgência da agricultura irrigada para a produção de alimentos no Brasil e no mundo,” afirmou.
Reconhecimento
Durante o 44.º Congresso da Sociedade Brasileira de Computação, ocorrido em julho, em Brasília (DF), o estudo foi apresentado no Workshop de Computação Aplicada à Gestão do Meio Ambiente e Recursos Naturais (WCAMA). A mostra garantiu ao trabalho o prêmio na categoria “Best Paper”.
A pesquisa foi também realizada por Otto Sousa, Guilherme Alves e Atslands Rocha, do Departamento de Engenharia em Teleinformática da Universidade Federal do Ceará (UFC), sob coorientação do pesquisador Cláudio Carvalho, da Embrapa Agroindústria Tropical.
De acordo com a professora Atslands Rego da Rocha, do Departamento de Engenharia de Teleinformática (Deti) da UFC, as perspectivas são que o dispositivo e sua base de IA cheguem ao campo em até dois anos. “Estamos construindo a versão 2.0 do hardware e aumentando o banco de dados para a modelagem usando as ferramentas de IA. Porém, a comercialização plena só se dará em mais algum tempo”, explica.