A agricultura 5.0

A agricultura, ou como querem hoje os mais modernos o agronegócio, se refere a todas as atividades econômicas relacionadas ao comércio de produtos agrícolas. Dessa forma, integram a cadeia do agronegócio os mais variados perfis como as empresas agrícolas, pecuária, fabricantes de agrotóxicos, desenvolvedoras de sementes para plantio, fabricantes de máquinas e equipamentos rurais, produtores de rações, frigoríficos, empresas de laticínios, fabricantes de sucos, moinhos, armazéns e silos, atacadistas, distribuidores, exportadores, etc. Como o advento da internet, esse setor também irá se alterar. Assim, com a crescente adoção da Internet das Coisas (IoT), os dispositivos conectados penetraram em todos os aspectos da sociedade, desde saúde e fitness, automação residencial, automotiva e logística, até cidades inteligentes e IoT industrial. Portanto, é lógico que os dispositivos conectados e a automação encontrem sua aplicação na agricultura e, como tal, melhorem tremendamente quase todas as facetas dela. Como alguém ainda pode confiar em cavalos e arados quando carros autônomos e realidade virtual não são mais uma fantasia de ficção científica, mas uma ocorrência cotidiana? A agricultura passou por várias transformações tecnológicas nas últimas décadas, tornando-se mais industrializada e impulsionada pela tecnologia. Ao usar vários dispositivos agrícolas inteligentes, os agricultores obtiveram melhor controle sobre o processo de criação de gado e cultivo, tornando-o mais previsível e melhorando sua eficiência.

editorial5De fibras a alimentos e combustível, quase todos os aspectos da vida cotidiana são alimentados pela agricultura. Os agricultores colhem fibras de algodão como pano, criam vacas leiteiras e cultivam grãos como alimento e combustível. Agora, o emprego de tecnologia na agricultura não é, exatamente, uma novidade. Uma das primeiras ferramentas tecnológicas incorporadas à produção de alimentos foi o uso do global positioning system (GPS).

São aplicativos de localização que dão coordenadas de determinados lugares na Terra por meio de receptores de sinais emitidos por satélites. Isso possibilitou a implementação de outras tecnologias, como as máquinas guiadas por computadores e por satélites.

Mais recentemente, aplicativos estão sendo utilizados para monitorar plantações remotamente, via smartphone, computadores ou tablets. Além disso, sensores espalhados pela propriedade e conectados à internet são capazes de gerar um grande volume de dados que podem ser analisados e utilizados para melhorar os processos.

O mais recente salto tecnológico do setor agrícola foi a introdução de drones em diversos processos. O uso destas pequenas aeronaves não tripuladas permite monitoramento aéreo em tempo real dos processos de colheita e sensoriamento remoto mais acessível quando comparado ao realizado por satélites.

Dessa forma, o desafio da agricultura é a sua grande dispersão geoespacial. Vários pontos em uma cadeia de suprimentos agrícolas estão muito dispersos e o sistema agrícola global pode ser dividido em subprocessos interligados nas três principais etapas de uma cadeia produtiva: pré-produção, produção e pós-produção (figura abaixo).

Um desafio relacionado à dispersão geoespacial refere-se ao tratamento de algumas matérias-primas, como a pecuária e culturas perecíveis. Assim, na etapa de pós-produção, a logística e as longas distâncias, entre os pontos de processamento da cadeia de abastecimento, podem apresentar riscos para a viabilidade global de todo o processo.

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A pré-produção se refere a processos realizados antes do plantio no campo, a exemplo do desenvolvimento de sementes. Nesse caso, não há participação do agricultor, mas de pesquisadores. Caso o produtor opte por uma semente transgênica, ele já utilizará tecnologia porque esse tipo de semente demanda muita ciência para ser desenvolvida. São técnicas de engenharia genética que permitem que a semente adquira características específicas, como resistência a insetos e tolerância a herbicidas.

A produção se concentra no campo e a tecnologia pode ser empregada nas fases de plantio e colheita. É a fase em que há participação do agrônomo, do agricultor e do responsável pela operação do drone. Nessa etapa, podem ser utilizados o sensoriamento remoto; o sistema de informação geográfica para automação das etapas de plantação e colheita; os drones para mapeamento da área e identificação de pragas; os maquinários com piloto automático; as colhedoras com dispositivos inteligentes; os sistemas de navegação; e muitos outros.

Na pós-produção, os dados coletados pelos drones e outros sensores são enviados a um computador equipado com um aplicativo de leitura dessas informações. Depois da colheita, a distribuição, o processamento e o consumo da safra podem ser analisados com ajuda da computação em nuvem, que armazena grandes volumes de dados; por análises de dados para orientação de mercado e logística; e por dispositivos móveis e redes sociais para monitorar o mercado.

Dessa forma, a agricultura inteligente pode ser usada principalmente para denotar a aplicação de soluções de IoT. Embora a IoT da agricultura inteligente, bem como a IoT industrial em geral, não sejam tão populares quanto os dispositivos conectados ao consumidor, esse mercado ainda é muito dinâmico. A adoção de soluções de IoT para a agricultura está em constante crescimento, sendo que alguns especialistas preveem que o número de instalações de dispositivos de IoT para agricultura atingirá 75 milhões em 2020, crescendo 20% ao ano.

Ao mesmo tempo, o tamanho do mercado global de agricultura inteligente deverá triplicar até 2025, atingindo US $ 15,3 bilhões (comparado a um pouco mais de US $ 5 bilhões em 2016). Como o mercado ainda está em desenvolvimento, ainda há muitas oportunidades para empresas dispostas a participar. A criação de produtos de IoT para a agricultura nos próximos anos pode diferenciá-lo como um dos primeiros a adotar e, como tal, ajudá-lo a abrir caminho para o sucesso.

As tecnologias e a IoT têm o potencial de transformar a agricultura em muitos aspectos. Existem muitas maneiras pelas quais a IoT pode melhorar a agricultura. Por exemplo, dados coletados por sensores agrícolas inteligentes, por exemplo, as condições climáticas, a qualidade do solo, o progresso do crescimento da colheita ou a saúde do gado, podem ser usados para rastrear o estado da empresa, bem como o desempenho da equipe, a eficiência dos equipamentos, etc.

Isso gera um melhor controle sobre os processos internos e, como resultado, menores riscos de produção. A capacidade de prever o resultado da produção permite planejar uma melhor distribuição dos produtos. Além disso, permite uma gestão de custos e redução de resíduos graças ao maior controle sobre a produção. Sendo capaz de observar qualquer anomalia no crescimento das culturas ou na saúde do gado, pode-se mitigar os riscos de perder o investimento.

Há uma maior eficiência nos negócios por meio da automação de processos, pois os dispositivos inteligentes automatizam vários processos em todo o ciclo de produção como, por exemplo, na irrigação, na fertilização ou no controle de pragas. Assim, pode-se obter um melhor controle sobre o processo de produção e manter padrões mais altos de qualidade da colheita e capacidade de crescimento por meio da automação. Como resultado, todos esses fatores podem eventualmente levar a uma receita maior.

Provavelmente, um dos dispositivos agrícolas inteligentes muito usados são as estações meteorológicas, que combina vários sensores. Localizados em todo o campo, eles coletam vários dados do ambiente e os enviam para a nuvem. As medidas fornecidas podem ser usadas para mapear as condições climáticas, escolher as culturas apropriadas e tomar as medidas necessárias para melhorar sua capacidade, ou seja, a agricultura de precisão.

Além de fornecer dados ambientais, as estações meteorológicas podem ajustar automaticamente as condições para corresponder aos parâmetros fornecidos. Especificamente, os sistemas de automação de estufas usam um princípio semelhante.

Outro dispositivo inteligente é são os gestores de plantações que, como as estações meteorológicas, devem ser colocadas no campo para coletar dados específicos para a agricultura; da temperatura e precipitação ao potencial da água das folhas e à saúde geral das culturas. Como isso, pode-se monitorar o crescimento da colheita e quaisquer anomalias podem ser prevenidas efetivamente como quaisquer doenças ou infestações que possam prejudicar o rendimento.

Assim como o monitoramento de culturas, existem sensores IoT que podem ser conectados aos animais em uma fazenda para monitorar a saúde e o desempenho de toras de madeira. Em formato de colares ou mesmo em chips fornecem as informações sobre temperatura, saúde, atividade e nutrição em cada vaca individual, além de informações coletivas sobre o rebanho.

Os usos da IoT na agricultura são infinitos. Existem várias maneiras pelas quais os dispositivos inteligentes podem ajudar a aumentar o desempenho e a receita das fazendas. No entanto, o desenvolvimento de aplicativos de IoT para agricultura não é uma tarefa fácil. Há certos desafios que se precisa conhecer ao se pensar em investir em agricultura inteligente.

Para criar uma solução de IoT para a agricultura, precisa-se escolher os sensores para o dispositivo ou criar um personalizado). A escolha dependerá dos tipos de informações que se deseja coletar e da finalidade da solução em geral. De qualquer forma, a qualidade dos sensores é crucial para o sucesso do produto: dependerá da precisão dos dados coletados e de sua confiabilidade.

A análise de dados deve estar no centro de todas as soluções agrícolas inteligentes. Os dados coletados em si serão de pouca ajuda se não conseguir entendê-los. Portanto, precisa-se ter recursos de análise de dados e aplicar algoritmos preditivos e aprendizado de máquina para obter clarezas acionáveis com base nos dados coletados.

Igualmente, a manutenção do aplicativo é um desafio de importância primordial para os produtos de IoT na agricultura, pois os sensores são normalmente usados em campo e podem ser facilmente danificados. Portanto, precisa-se garantir que seu hardware seja durável e fácil de manter. Caso contrário, deve-se substituir os sensores com mais frequência do que o normal.

As aplicações agrícolas inteligentes devem ser adaptadas para uso em campo. O proprietário da empresa ou o gerente da fazenda deve poder acessar as informações no local ou remotamente por meio de um smartphone ou computador de mesa. Além disso, cada dispositivo conectado deve ser autônomo e ter alcance sem fio suficiente para se comunicar com os outros dispositivos e enviar dados ao servidor central.

Para garantir que o aplicativo de agricultura inteligente tenha um bom desempenho e garantir que ele possa lidar com o carregamento de dados, precisa-se de uma infraestrutura interna sólida. Além disso, os sistemas internos precisam ser seguros. Deixar de proteger adequadamente o sistema só aumenta a probabilidade de alguém invadi-lo, roubar os dados ou mesmo assumir o controle dos tratores autônomos.

Para garantir um bom nível de segurança, é fundamental ter uma infraestrutura robusta. Portanto, deve-se investir em vários aspectos: arquitetura, projeto de um esquema de proteção, operações e práticas seguras, além de uma boa gestão de riscos. O sistema precisa ser projetado como um todo, já que ele é formado por um conjunto de componentes que devem ser protegidos individualmente.

Uma infraestrutura segura leva em conta um projeto geral da solução sem deixar de prestar atenção à proteção dos dados. Dessa forma, há uma segurança específica para cada um dos elementos: servidores, computadores, a rede, os componentes de comunicação, etc.

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Hayrton Rodrigues do Prado Filho

hayrton@hayrtonprado.jor.br



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