Agrobótica

Este suplemento faz parte integrante da Agrotec e não pode ser vendido separadamente.

3.o Trimestre de 2014

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Agricultura: uma revolução anunciada

Séc XXI: Conquistas e Expectativas da Agricultura de Precisão

Colheita Automática

Editorial

AGROBÓTICA: O FUTURO JÁ COMEÇOU

E

m primeiro lugar quero agradecer a António Malheiro o simpático convite que me endereçou para ser Diretor da Revista Agrobótica, suplemento da AGROTEC. O seu contagiante entusiasmo constitui certamente seguro de vida para qualquer projeto que abrace, e este não será certamente exceção. Foi também com ânimo que aceitei o convite na perspetiva de que a Agrobótica – Revista de Inovação em Tecnologia e Gestão da Agricultura, venha a ser mais um veículo de divulgação da Agricultura de Precisão (no seu sentido mais lato) para produtores, professores, investigadores, alunos, prestadores de serviços, vendedores de equipamento, etc. Estou certo de que quase todos aqueles atores do setor agrícola já tiveram alguma exposição ao conceito e objetivos da Agricultura de Precisão. Infelizmente, estou igualmente certo que quase todos eles propagam alguns “mitos” que importa desfazer e, para isso, cá estará o contributo da Agrobótica. Alguns dos “mitos” são bastante perniciosos já que afetam muito negativamente a perceção e consequente adoção de algumas das tecnologias e metodologias. Contudo, também nem tudo é um “mar de rosas” e facilidades no que toca à transposição, para a prática, da Agricultura de Precisão. Existem, de facto, alguns estrangulamentos e, também aí, o contributo da Agrobótica poderá ser importante para a discussão dos problemas práticos resultantes da adoção.

Entendo a Agricultura de Precisão em sentido lato quase como sinónimo de gestão profissionalizada de recursos e fatores de produção, com o objetivo de maximização de um resultado (económico, na maioria das vezes) face a restrições biofísicas, económico-financeiras, ambientais e até socioculturais. Em poucas palavras: otimização e controlo de sistemas su-

portados pelas tecnologias de informação e comunicação. Na base desta gestão profissionalizada estão decisões racionais baseadas em factos, informação e conhecimento. Para isso, é necessário medir e registar dados armazenáveis em bases de dados georreferenciadas. É necessário criar agrimétricas, disponíveis em tempo real e em multiplataforma, se possível. É necessário ainda lidar com o risco e a incerteza tão importantes em agricultura. Finalmente, as tecnologias, que não sendo o cerne, surgem para facilitar todos estes processos e, ainda, o processo de implementação das decisões no terreno. O salto da gestão profissionalizada face à gestão empírica (apenas com base em tradição, “achismo” ou pura falta de conhecimento) é decisivo nos tempos que correm e ainda mais nos que se avizinham, constatando: (1) a previsível escassez e/ou aumento de preço de alguns dos recursos e fatores de produção mais básicos; (2) o aumento da variabilidade climática; (3) o aumento das necessidade de alimentos (em quantidade e qualidade) a nível mundial; (4) a necessidade de redução dos custos de produção; e (5) o aumento das restrições ambientais. De facto, a atividade agrícola, de “primário”, tem muito pouco.

Mais especificamente, e desde os finais dos anos 90 do século passado, que a gestão agronómica da variabilidade espacial das parcelas tem merecido especial atenção, fruto da vulgarização do GPS – Sistema de Posicionamento Global, naquilo a que se designa por Agricultura de Precisão (AP) em sentido estrito ou gestão intraparcelar (“site-specific management”). O objetivo é novamente racionalizar a gestão da parcela pela otimização da aplicação de fatores em cada sub-zona de uma parcela, fruto de potencial ou disponibilidade de recursos e fatores diferenciados. A implementação da AP deve fazer-se por fases, desde a caracterização da variabilidade (cartas NDVI, cartas de produtividade, cartas de condutividade eletiva do solo, etc), à análise de dados e tomada de decisão com elaboração da uma carta de prescrição, até à sua implementação no terreno por meio da tecnologia de taxa variável (VRT) e avaliação do resultado. Este processo integrado de melhoria contínua tem permitido ganhos significativos de produtividade com redução de custos de produção e impactes ambientais.

A inovação por via da AP tem impactos profundos a diversos níveis do setor agrícola desde a maquinaria ao melhoramento e até à agroindústria (e não só ao nível do produtor). Não tenho qualquer dúvida que a Agricultura de Precisão é uma área do conhecimento que, quer pela sua abrangência, pelos múltiplos impactos, pelo seu carácter multidisciplinar, ou ainda pela sua grande dinâmica de inovação, justifica totalmente que lhe seja dedicada uma revista técnica como a Agrobótica.

Ricardo Braga Diretor da revista Agrobótica

Agrobótica · agosto / setembro / outubro

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Índice

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EDITORIAL

AGROBÓTICA -

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NOTAS DO EDITOR

ANTECIPANDO O FUTURO

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MONITORIZAÇÃO Contabilidade Analítica em Empresas Agrícolas Vantagens e Pontos Críticos Contributo dos sistemas de monitorização para uma agricultura mais próxima das tecnologias

ENTREVISTA 11 Hans Stiekema Regional Manager EMEA, Ag Leader Techonology e Constantino Valero, Professor Titular na Universidade Politécnica de Madrid GRANDES CULTURAS 14 A Agricultura de Precisão ao serviço da Otimização dos Fatores de Produção 18 EMPRESAS E MERCADOS MECANIZAÇÃO 20 Conquistas e Expectativas da Agricultura de Precisão Agricultura do século XXI REPORTAGEM 25 Agricultura - Uma revolução anunciada 28 Jornadas Ibéricas “Tecnologias de Agricultura de Precisão em Máquinas Agrícolas” 30 FUTURO HOJE

Diretor Ricardo Braga ricardo.braga@agrotec.pt Diretor Executivo António Malheiro a.malheiro@publindustria.pt

Colaboraram neste número A. Escolà, Carlos Oliveira, Eduard López, F. Solanelles Batlle, J. A. Martinez Casasnovas, J. R. Rosell Polo, João Coimbra, Maria Ferrão, Mariana Costa, Miguel Leal, S. Planas de Martí

Redação João Campos marketing@agrotec.pt Tel. +351 225 899 620

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INPI Registo: 490334 ISSN: 2183-332X Depósito Legal: 337265/11 Os artigos assinados são da exclusiva responsabilidade dos seus autores Este suplemento faz parte integrante da Agrotec n.º 12, do 3.º trimestre de 2014, e não pode ser vendido separadamente

O lançamento da Revista Agrobótica ocorre, por coincidência, no ano em que a nossa Revista Robótica, comemora o seu 25º aniversário. Coincidência, não mais do que isso! A decisão de lançarmos no mercado editorial uma nova revista é o corolário da nossa matriz genética, cimentada em 30 anos de experiência acumulada a produzir conteúdos especializados - revistas e livros (em suporte físico e digital) – em áreas tecnológicas emergentes, como é o caso da gestão da produção nas diversas fileiras da Agronomia.

A marca editorial Agrobótica terá como objeto primordial a promoção das tecnologias inovadoras associadas à otimização da produção, controlo e tomada de decisão no exercício da atividade agrícola, agropecuária e florestal, abordando técnicas inovadoras associadas ao uso de tecnologias informáticas, das telecomunicações, da eletrónica e da mecânica.

Serão abordados temas como: Sistemas de Gestão de Software; Monitorização; Automação; Sistemas de Visão; Eficiência Energética; Deteção Remota; Internet; Infraestruturas de Frio e Armazenagem; Sistemas de Ordenha e Monitorização Agropecuária; Processos Hidropónicos; Captação e Distribuição de Água; Energias Alternativas; Mecanização de Operações; Máquinas Motrizes em geral e Tratores em particular.

O objetivo da Agrobótica passará também por estabelecer pontes de comunicação com universidades, centros de investigação, fornecedores de tecnologias e serviços, e com gestores e empresários agrícolas, que aqui designaremos como sendo de “nova geração”, contribuindo, assim, para a difusão e promoção de uma agricultura mais eficiente e eficaz dos pontos de vista agronómico, económico e ambiental, na senda do novo paradigma que se designa por Agricultura de Precisão.

A Agrobótica será um projeto fiel à linha editorial da revista AGROTEC, com a qual será distribuída como suplemento, apresentando, todavia, uma linha editorial autónoma.

António Malheiro, Diretor-Geral da Publindústria http://agrotec.pt Utilize o seu SmartPhone para aceder automaticamente ao link através deste QR code.

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Monitorização

CONTABILIDADE ANALÍTICA EM EMPRESAS AGRÍCOLAS VANTAGENS E PONTOS CRÍTICOS Por: Miguel Leal1

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setor agrícola Português possui um dinamismo nunca antes visto, tendo sido investidos, nos últimos cinco anos, aproximadamente seis mil milhões de euros (investimento superior a seis pontes Vasco da Gama). Se, por um lado, este é um setor cada vez mais atrativo para jovens empresários, por outro existe uma enorme pressão sobre o mesmo, resultante de uma economia de mercado cada vez mais exigente e competitiva – os produtos agrícolas são transacionáveis em bolsa, os custos de investimento são altos e o acesso ao financiamento está cada vez mais difícil e oneroso. Esta conjuntura introduz a necessidade de aumento dos níveis de produtividade e rentabilidade das explorações agrícolas e consequentemente a introdução de

medidas que visem a maximização / otimização dos fatores de produção.

Se a rentabilidade de uma exploração agrícola for baixa o produtor percebe de imediato essa situação, mas pode ter grandes dificuldades em identificar e quantificar os pontos ineficientes do seu sistema produtivo. A contabilidade analítica constitui uma ferramenta que possibilita a identificação de constrangimentos produtivos e confere informações relevantes para a implementação de ações corretivas. Mesmo nos casos onde o volume de custos totais seja baixo, mediante a grande competitividade resultante da globalização e das novas pressões do mercado, é vantajoso reduzir o consumo de recursos desnecessários, ou seja, mesmo tendo uma boa rentabilidade, a identificação dos custos e a otimização da estrutura da produção permite maximizar a utilização de recursos e consequentemente diminuir os custos de produção.

A implementação de um sistema de contabilidade analítica pode constituir uma tese de Mestrado ou pode resumir-se à introdução de alguns processos de gestão simples, dependendo da estrutura da organização, da sua maturidade e do detalhe pretendido. Um fator crítico está relacionado com o volume de informação e o consumo de tempo necessário para a sua recolha, armazenamento e tratamento, situação usualmente responsável pela resistência das organizações à adoção destes sistemas. O pormenor a adotar deve ter em atenção que um sistema com um nível de informação muito fino pode introdu-

zir perdas de produtividade, se daí não se retirar nenhuma mais-valia em termos de gestão.

Um sistema de gestão intervém em três grandes áreas: o planeamento, a implementação e o controlo. Este artigo incidirá sobre o controlo, nomeadamente o controlo de custos. O controlo constitui uma função essencial para um sistema de contabilidade analítica, sendo preponderante para a análise de desvios e implementação de medidas corretivas na fase de implementação (produção), e é responsável pelo fornecimento de informações cruciais para o futuro planeamento. Neste âmbito, o controlo de custos visa determinar o custo das várias atividades / operações do processo produtivo, de forma a fornecer ao gestor ferramentas de otimização das mesmas.

A implementação de um mecanismo de controlo simples, deve compreender no mínimo as seguintes 3 fases: 1. Definição de centros de responsabilidade; 2. Identificação de custos; 3. Definição de método de imputação de custos.

DEFINIÇÃO DE CENTROS DE RESPONSABILIDADE Os centros de responsabilidade são usualmente o reflexo da estrutura da empresa em função do conjunto de responsabilidades assumidas pela gestão, nomeadamente, a administração, produção, vendas, manutenção, entre outras. Dentro de cada

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IFarm Solutions

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Monitorização

PRODUÇÃO

Figura 1.

Milho

Lavoura

Sementeira

Vinha

Fertilização

...

Manutenção

...

centro de responsabilidade podem existir centros de custos e centros de resultados. A Figura 1 representa uma estrutura usual: Considerando o centro de responsabilidade da Produção, este possui um centro de custos de Manutenção, que constitui um ponto de afetação de todos os custos relacionados com manutenção e reparação de equipamentos. Simultaneamente, a Produção possui vários centros de resultados, definidos pelas diversas atividades existentes (Milho, Vinha, etc), tendo sempre em consideração que estes devem ser o mais homogéneos possível no que respeita à variedade plantada, industrialização, tipo de solo, entre outros fatores. Cada centro de resultados possui vários centros de custos relacionados com as operações existentes (Lavoura, sementeira, etc). Os resultados obtidos com este sistema permitem obter custos para as várias operações produtivas e diferenciar as mesmas mediante o tipo de produção. Neste caso particular, os custos de manutenção poderiam ser contabilizados diretamente na produção ou imputados aos diversos centros de resultados (X% para Milho, Y% para a Vinha).

A Figura 2 apresenta outra estruturação dos centros, com um detalhe ligeiramente superior. No centro de resultados principal do Milho existe um centro secundário que particulariza os pivots de rega, e o centro de custos de manutenção possui centros secundários para cada equipamento existente. Esta alteração na estruturação do sistema introduz diferenças substanciais no nível de conhecimento do processo produtivo.

Tomando como exemplo a produção de milho, e considerando dois pivots com áreas idênticas (50 ha), poderemos obter informações diferentes mediante a estruturação de centros adotada. Um exemplo pode ocorrer no consumo energético para rega, onde na estruturação usual com um centro de custos de rega para o centro de resultados do milho, mesmo existindo diferenças entre os consumos dos

dois pivots, originados por desníveis topográficos diferentes, perdas de carga elevadas na conduta de um deles ou um problema no sistema de bombagem, o sistema não evidencia essa informação para o produtor e o resultado é o consumo total para a área total de milho. Com uma estruturação mais fina, o produtor é informado sobre o consumo de cada pivot, podendo desta forma ser alertado para consumos anormais, quantificar o desvio e tomar medidas de otimização.

A mesma situação ocorre no centro de custos de manutenção, onde a introdução de centros de custos diferenciados para os vários equipamentos vai permitir ao produtor obter informação preponderante na altura de decisão de remodelação ou substituição dos mesmos.

O incremento do nível de detalhe induz um aumento do volume de informação a recolher, armazenar e tratar, e esta situação pode ser dissuasora da vontade de implementação para o produtor. Contudo, este aumento de informação pode não traduzir-se em aumento de trabalho no processamento da informação se esta for recolhida, armazenada e tratada por programas informáticos preparados para o efeito, e no mercado já existem soluções com custos muito atrativos.

PRODUÇÃO

Milho

Vinha

Figura 2.

...

Pivot#1

Pivot#2

Pivot#3

...

Lavoura

Sementeira

Fertilização

...

Manutenção

Pivot#1

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agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Pivot#2

Pivot#3

Alfaia X

Custos figurativos Custo económico-tecnico

Custos não industriais Gastos gerais de fabrico Mão-de-obra Direta

Custo direto ou primo

Figura 3.

Custo industrial

Custo complexivo

Matérias primas Custos administrativos, comerciais e financeiros Fertilizantes, fitofámacos, mão-de-obra indireta, eletricidade, combustíveis, etc Remunerações e encargos com pessoal ligado diretamente à produção

Custo industrial

Custo direto ou primo

Sementes, Água

Os custos podem ser diretos ou indiretos, mediante concorram diretamente para o fabrico do produto ou se necessitarem de imputação, variáveis ou fixos, dependendo se variam ou não com a produção.

Importa referir que no procedimento de seleção das rubricas de custos deve ter-se em consideração a relação entre o grau de detalhe, volume de informação e valor acrescentado. Exemplificando, existem custos que podem ser contabilizados em conjunto de forma a simplificar o procedimento: O custo de consumíveis pode incluir papel para impressora, tinteiros, canetas, lápis, borrachas, agrafadores, agrafos, clips, blocos de apontamentos, etc. Não existe vantagem aparente em contabilizar os custos de todos os consumíveis diferenciadamente, e essa atividade consumiria muitos recursos.

ALOCAÇÃO E IMPUTAÇÃO DE CUSTOS Os custos diretos podem ser diretamente alocados, dado existir por definição uma unidade de medida objetiva (horas de trabalho, volume de água consumido, etc). Os custos indiretos decorrem usualmente da estrutura da empresa e não é possível alocar os mesmos diretamente a uma atividade produtiva, dado não oferecerem condição de medida objetiva. Estes são normalmente custos administrativos e necessitam de estimativa para imputação.

Este artigo não abordará os diversos métodos de apuramento de custos (método direto, indireto ou misto) e os métodos de custeio (total, variável, racional, etc), mas atualmente as empresas agrícolas utilizam maioritariamente o método direto para

apuramento dos custos de produção “Aplica-se nas empresas de produção diversificada, descontínua, em cujo processo de fabrico, cada um dos produtos ou lote de produtos é perfeitamente distinguível dos restantes, de modo que é possível imputar diretamente a cada um deles os respetivos custos” (Pires Caiado), e a escolha do método de custeio depende muito do tipo de organização.

Os dias em que os agricultores tomavam as suas decisões baseados apenas na sua experiência, feeling e tradição fazem parte do passado, sendo que atualmente o tecido agrícola português possui um grande número de produtores com formação e sensibilizados para o ganho de eficiência e rentabilidade. Contudo, deve ser referido que suportar exclusivamente as decisões de gestão em modelos empíricos ou implementar sistemas de gestão de elevada complexidade pode ter efeitos contraproducentes.

Provavelmente, o sistema ideal passará por uma solução de compromisso, aliando a experiência e o saber fazer a sistemas de gestão mais detalhados que forneçam indicadores de desempenho e bases sólidas de decisão, sem introduzir grandes perturbações no normal funcionamento da empresa. Para tal, a utilização de software pode constituir uma ferramenta preponderante, desde que seja o software em função da empresa e não a empresa em função do software.

Do mesmo modo, a formação contínua e a capacitação dos produtores constitui um fator crítico de sucesso para a evolução sustentada do setor agrícola.

O progresso acarreta processos de mudança e a estes está sempre associada uma perda de produtividade temporária (a alteração de qualquer processo implica um tempo de adaptação), mas os ganhos a curto-médio prazo podem ser surpreendentes. “A arte do progresso consiste em manter a ordem durante as mudanças e promover mudanças no período de estabilidade.” (Alfred Whitehead).

Monitorização

IDENTIFICAÇÃO DE CUSTOS No processo produtivo ocorrem vários custos que podem ser hierarquizados de acordo com a Figura 3. O custo direto resulta da soma dos custos de mão de obra direta e matérias-primas. A adição dos gastos gerais de fabrico aos custos diretos fornece o custo industrial, que acrescido dos custos não industriais dá o custo complexivo. Na Figura 3 são ainda dados alguns exemplos de custos de mão de obra direta, matérias-primas, gastos gerais de fabrico e custos não industriais.

Monitorização

CONTRIBUTO DOS SISTEMAS DE MONITORIZAÇÃO PARA UMA AGRICULTURA MAIS PRÓXIMA DAS TECNOLOGIAS Por: Mariana Costa1 e Carlos Oliveira2

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a última década, a Agricultura em Portugal tem revelado diferenças positivas em vários aspetos, nomeadamente, no valor de produtos agrícolas importados (em 2012 produzimos cerca de 70% das nossas necessidades de consumo) e no número de agricultores ativos e a sua formação base e idade (segundo o Instituto Nacional de Estatística, atualmente temos cerca de 750 mil agricultores ativos, dos quais 15 mil têm menos de 35 anos de idade). Muitos destes jovens que escolhem a agricultura como caminho profissional possuem qualificações académicas elevadas e de áreas muitos distintas. São estes jovens que têm apostado em técnicas de agricultura inovadoras (como por exemplo, hidroponia ou aeroponia) e com integração de ferramentas ICT (acrónimo inglês que significa Information and Communication Technologies). Além disso, têm despoletado projetos de Investigação e Inovação (I&I), fazendo com que muitas empresas e entidades do Sistema Científico e Tecnológico nacional voltem as suas atenções e estratégia para este setor. Além disso, é relevante referir que, nos últimos anos, também a União Europeia aprovou vários projetos de investigação cujos

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compromissos assumidos eram o desenvolvimento de soluções de ICT para a Agricultura. No presente artigo, apresentam-se alguns exemplos de tecnologias inovadoras, promissoras para a agricultura, resultantes de projetos de I&I, nacionais e internacionais.

SISTEMAS DE MONITORIZAÇÃO A agricultura caminha para um futuro mais próximo das tecnologias, da antecipação e da precisão. Dentro das soluções ICT para este setor, os sistemas de monitorização atualmente disponíveis constituem ferramentas poderosas e um dos meios para concretizar o conceito de agricultura de precisão.

A agricultura de precisão consiste no recurso a hardware (sensores) e/ou software para avaliar, monitorizar e prever as condições de determinada área de terreno. Os objetivos principais destes sistemas são: contribuir para

Figura 1. Diagrama das partes dum sistema de monitorização wireless (adaptado de 2)

Consultora de Projetos Internacionais, ÅRØ Consulting / 2Gestor do Departamento de I&I, Ubiwhere

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agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Figura 2. Esquema das soluções de hardware e software do parceiro europeu.

(Fonte: www.advanticsys.com)

Monitorização

o aumento do rendimento da produção e reduzir o impacto ambiental causado pela atividade agrícola.

Focando-nos nos sistemas de monitorização de fatores ambientais, podemos dividi-los em quatro áreas de aplicação: ar, água, solo e culturas.

Neste artigo, vamos tratar da primeira área: o ar.

A utilização de sensores em rede com controlo e comunicação wireless, permite a criação de estações metereológicas com informação sobre o vento, temperatura, humidade, campo eletromagnético, parâmetros de composição do ar, piranómetro, nível de humidade das folhas, entre outros. Neste sentido, um dos parceiros da rede de projetos europeus da empresa Ubiwhere, tem abraçado inúmeros projetos de investigação europeus para o desenvolvimento dos mais inovadores sensores e software à medida que, integrados, oferecem ao utilizador uma solução para monitorização da

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Figura 3.

Imagem da Robobee da Universidade de Harvard e esquema detalhe da sua estrutura (Fonte: http:// robobees.seas. harvard.edu)

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aerofólios de controlo

sensor ótico

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antenas

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mancha ocular

sistema eletrónico de controlo e energia

polinização e encaixe de anexos

tórax

ativadores

ativadores de energia

fonte de energia 11 sensor de localização de raios UV

12 cérebro/sistema nervoso eletrónico 13 sensores de equilíbrio

Sistema inteligente de gestão da rede de águas

Agricultura e silvicultura de precisão

Monitorização de qualidade do ar

Rede inteligente

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Monitorização

qualidade do ar dentro e fora de uma estufa.

Porém, os sistemas que nos últimos anos revolucionaram o controlo remoto e a monitorização de áreas extensas foram os drones. Estes equipamentos são capazes de monitorizar as condições climáticas da estufa através de sensores e tecnologia Near Infrared (radiação infravermelha cujo comprimento de onda é próximo do vermelho). Já existem resultados de investigação portuguesa que apresenta no mercado soluções já testadas, com elevado potencial nesta área.

Outro tipo de aborgadem na investigação são sensores que funcionam como fontes de imagens e monitorização e, simultaneamente, como polinizadores. É o caso das Robobees, desenvolvidas pela Universidade de Harvard.

Estes nanossistemas robóticos são ainda usados como fontes de sinais que enviam informação para concentradores (gateways, clouds, etc.), constituindo redes de sensores de monitorização inovadoras e alvo das mais recentes investigações.

E por falar em robôs, o VineRobot também merece destaque.

Consiste num projeto europeu, aprovado dentro do 7º Quadro Comunitário de Apoio à I&I (denominado FP7), para desenvolvimento duma ferramenta ICT de monitorização de videiras. Este robô da agricultura não vai andar no ar, mas sim no chão, junto das videiras, e está equipado com sensores não invasivos e capacidade de moni-

torização de parâmetros como: rendimento da produção da uva; crescimento vegetativo; estado da água na vinha; composição da uva. Entre outras vantagens, esta solução diz-se low-cost comparativamente a tecnologias de monitorização oferecidas pelos drones ou aviões. No final, o objetivo é oferecer ao utilizador final a possibilidade de monitorizar a sua vinha através de uma aplicação mobile e software para desktop.

BIBLIOGRAFIA 1.

Coelho, J. e Silva, J. (2009).

Agricultura de Precisão. Inovação e Tecnologia na Formação Agrícola, (1):2.

2. Bielsa, A. (2012). Smart Agriculture project in Galicia to monitor vineyards with Waspmote. http://www.libelium.com/smart_ agriculture_vineyard_sensors_ waspmote/

(...)o VineRobot também merece destaque. (...) não vai andar no ar, mas sim no chão, junto das videiras, e está equipado com sensores não invasivos e capacidade de monitorização de parâmetros (...)

Entre outras vantagens, esta solução diz-se lowcost (...)

Figura 4. Projeto VineRobot (Fonte: http://www.vinerobot.eu/project/)

No próximo artigo Contributo dos Sistemas de Monitorização para uma Agricultura mais próxima das tecnologias, que será publicada na próxima edição da AGROBÓTICA, iremos abordar os sistemas de monitorização aplicáveis à água, como por exemplo: soluções tecnológicas desenvolvidas para monitorizar as necessidades de rega das culturas, qualidade da água, entre outras.

10 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Entrevista

ENTREVISTA HANS STIEKEMA REGIONAL MANAGER EMEA, AG LEADER TECHONOLOGY Por: Maria Luísa Ferrão

“Desenvolver tecnologia para produzir mais, com menor impacto ambiental”

H

ans Stiekema é responsável pelo mercado europeu, asiático e africano da multinacional norte-americana Ag Leader Techonology, há 22 anos a desenvolver equipamentos “inteligentes” que permitem ao agricultor produzir de forma mais eficiente e com menor impacto ambiental.

Convidado para dar o seu testemunho nas Jornadas Ibéricas sobre “Tecnologias de Agricultura de Precisão em Máquinas Agrícolas”, o holandês destaca a importância da aplicação da tecnologia na agricultura como uma forma de aumentar a produção agrícola no mundo, em consequência do crescimento popu-

lacional que se prevê, sobretudo na Índia, na China e em África. Desenvolver a agricultura onde as pessoas vivem é outra preocupação da multinacional, que acredita nas vantagens do bem ser produzido no local de consumo. Hans Stiekema refere ainda que a agricultura de precisão não está associada à dimensão da exploração, mas sim ao valor do solo e acrescenta que “no Reino Unido a aplicação da agricultura de precisão permitiu aos agricultores aumentarem o rendimento das suas explorações em 25% mantendo os mesmos custos”.

Agrobótica: Quais são as vantagens da aplicação da agricultura de precisão na gestão dos recursos de uma exploração agrícola?

Hans Stiekema: A aplicação da tecnologia de precisão à agricultura aumenta a produção nas explorações agrícolas, o que se traduz no aumento do lucro da empresa. Com menos inputs, consegue-se maior produção, o que se traduz no aumento do rendimento com menor impacto ambiental. Na minha opinião, a agricultura de precisão consiste em gerir uma exploração de forma profissional e não com base na prática utilizada pelo pai ou pelo avô. Para isso, há que estar habilitado tecnicamente, ter informação e dados registados, saber interpretálos e, mediante essa análise, tomar decisões. Em suma, ao optar pela

agricultura de precisão, o agricultor pode semear com precisão, aplicar o fertilizante com maior eficiência, conduzir os equipamentos com menor esforço, colher com um nível reduzido de desperdício. Tudo isto se traduz em usar a tecnologia para tomar melhores decisões.

Agrobótica: Quais as mudanças que a aplicação da agricultura de precisão pode trazer aos modelos organizacionais nas empresas agrícolas?

Hans Stiekema: O grande desafio consiste em consciencializar os agricultores de que são os gestores profissionais da sua terra, da sua exploração. A introdução de tecnologia na atividade agrícola, seja ela a partir de computadores, sensores ou outro tipo de ferramenta, permite recolher, registar e analisar informação que mais tarde vai servir para ajudar o agricultor a tomar decisões que visam sempre aumentar os proveitos e reduzir os custos.

Agrobótica: Acredita que a tecnologia utilizada na agricultura pode vir a substituir o olho humano?

Hans Stiekema: O controlo à distância dá-nos a capacidade de vermos através de vários ângulos. Passamos a ter vários olhos, no sentido em que várias máquinas podem estar no terreno a operar em diferentes atividades, recolhendo informação que, após ser

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 11

Entrevista

analisada, permite ao gestor decidir de forma rigorosa em função das necessidades que vão surgindo. Por exemplo, o agricultor pode estar no escritório com acesso ao sistema de irrigação e, em tempo real, ajustar de forma precisa os litros de água que a cultura necessita no momento, ou ainda, perceber que a quantidade de fertilizante utilizada não é suficiente. Esta monitorização remota integrada dános a capacidade de analisar e ajustar os inputs necessários à produção, fator que contribui para torná-la mais eficiente. A informação é um bem muito valioso quando utilizada adequadamente.

Agrobótica: Quais são os grandes desafios da agricultura de precisão?

Hans Stiekema: A população está a crescer rapidamente, sobretudo na India, na China e em África. E é precisamente nestas regiões que a tecnologia é menos utilizada, por diversas razões. Então, penso que é preciso levar esta tecnologia para estes países, reajustá-la às diferentes economias de produção e pô-la no terreno, ao serviço dos agricultores. A ideia é que se possa produzir perto do local de consumo e, nestes países, falamos de muitas bocas para alimentar.

Agrobótica: A introdução da tecnologia na agricultura é um déjà vu do que aconteceu na indústria?

Hans Stiekema: É exatamente o mesmo. A agricultura está a atravessar o mesmo processo de desenvolvimento daquele que se verificou na indústria, com um atraso de quatro décadas. Ao comparar os dois setores, situo a agricultura na era da locomotiva a vapor enquanto a indústria já vai no TGV. Mas toda esta transferência de tecnologia acontece rapidamente e penso que o futuro da agricultura é de alguma forma previsível. No entanto, é preciso termos consciência de que produzir mais de forma massiva pode trazernos graves problemas. Por isso, sou pela produção com qualidade e de forma sustentável. Temos que pensar nas gerações vindouras.

12 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Agrobótica: Quais são as novidades da Ag Leader Technology?

Hans Stiekema: Temos três equipamentos novos a serem comercializados. O “Compass Display”, que consiste num sistema integrado de comando através de ecrã, que permite ao pequeno agricultor trabalhar com mais precisão durante um maior número de horas; o sensor de colheita “ OptRX” que mede as necessidades da cultura e fornece informação das quantidades de fitofármacos a aplicar em tempo real, por forma a maximizar a produção. O agricultor pode determinar quantidades diferentes de aplicação do pesticida em função das características da parcela, com a informação recolhida pelo sensor “OptRX”; e o “AgFinity” uma plataforma de transmissão e armazenamento de ficheiros baseada na cloud. O agricultor pode enviar e receber atualizações dos dados no campo e no escritório. Esta tecnologia permite poupar tempo, ao tornar possível uma gestão à distância, a partir do lugar onde o agricultor se encontra.

ENTREVISTA CONSTANTINO VALERO, PROFESSOR NA UNIVERSIDADE POLITÉCNICA DE MADRID

“Acredito que o futuro da agricultura passará pela robotização”

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onstantino Valero é engenheiro e professor na Universidade Politécnica de Madrid e membro do Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and Forestry Management - RHEA (http://www.rheaproject.eu/). Esteve nas Jornadas Ibéricas sobre “Tecnologias de Agricultura de Precisão em Máquinas Agrícolas”, realizadas em Évora, a falar sobre a introdução da robótica em equipamentos agrícolas. O investigador acredita que parte do conhecimento necessário à execução de uma atividade agrícola tem que estar nos computadores, que trabalham de forma integrada com os tratores, e diz que o futuro passa por aceitar o conselho do robot na tomada de decisão. “Acredito que os robots vão ser introduzidos na agricultura do futuro. As máquinas são cada vez mais automatizadas e parece-me inteligente ouvir o que elas têm para nos dizer”.

Agrobótica: Existe algum projeto na área da robótica que esteja em vias de chegar ao mundo rural?

C. Valero:Estou envolvido no desenvolvimento de um projeto chamado RHEA (Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and Forestry Manage-

ment), no qual colaboram dezoito instituições de toda a Europa. Trata-se de criar uma frota de robots composta por três tratores robotizados e dois drones.

O objetivo é oferecer serviços de controlo e tratamento de ervas daninhas reduzindo, ou até mesmo eliminando, os custos de mão de obra. É um projeto com financiamento comunitário, que levou quatro anos a desenvolver.

Já temos os protótipos, sabemos que funciona e o próximo passo é colocálos no mercado. Pensamos que uma empresa prestadora de serviços agrícolas pode ser proprietária desta frota.

Agrobótica: O projeto RHEA tem potencial para chegar às mãos dos agricultores?

C. Valero: Ao longo destes quatro anos, temos demonstrado que é possível adaptar esta tecnologia às máquinas que o agricultor está a utilizar.

O passo seguinte será encontrar um grande fabricante de máquinas agrícolas que adote esta tecnologia e

fabrique frotas comerciais. Posteriormente, é necessário que existam empresas de prestação de serviços agrícolas a quererem comprá-las. Creio que na Península Ibérica este produto tem mercado. Há grandes herdades a gerarem rendimentos elevados que seguramente poderão investir em tecnologia sofisticada.

Agrobótica: Acredita que é possível falarmos de Agrobótica no futuro?

C. Valero: Creio que sim. Trata-se de mais um passo no desenvolvimento das máquinas inteligentes. Até há uns anos, tínhamos máquinas baseadas em mecanismos simples. Agora, temos máquinas que utilizam a mecatrónica e, dentro de um tempo, teremos máquinas robotizadas ou robots que serão capazes de nos aconselhar sobre qual é a maneira mais eficiente de agirmos. A agricultura de precisão inclui tecnologias que, ao serem integradas com a inteligência artificial, convertem-se em robótica.

Entrevista

Agrobótica: Acredita que a entrada da robótica na agricultura acontecerá de forma parecida à utilização de robots, verificada no processo de produção industrial?

C. Valero: Creio que sim. Aliás, a robótica na agricultura já é uma realidade, sobretudo em países com produções mais intensivas como, por exemplo, no Japão e na Holanda.

Falamos principalmente de estufas.

Trata-se de um passo à frente na evolução da introdução da tecnologia no mundo agrário. Primeiro, serão as tecnologias da agricultura de precisão a adaptar-se à maquinaria existente e, a seguir, penso que caminhamos para a utilização da robótica.

Grandes Culturas

A AGRICULTURA DE PRECISÃO AO SERVIÇO DA OTIMIZAÇÃO DOS FATORES DE PRODUÇÃO Por: João Coimbra 1

C

om a necessidade de aumentar a produtividade agrícola de uma forma sustentável, temos hoje ao dispor dos agricultores várias ferramentas de apoio à decisão para a aplicação de forma rigorosa dos fatores de produção.

O grande objetivo da agricultura sustentável é encontrar forma de aumentar a produtividade dos fatores de produção de forma a produzir a maior quantidade de alimentos ou fibras com o menor número de unidades de fatores de produção. É com este desígnio que se têm desenvolvido várias técnicas, chamadas de agricultura de precisão, que pretendem ajudar o agricultor a cumpri-lo.

As possibilidades nesta área são imensas: vão desde a tecnologia dos sistemas de informação geográfica, da gestão dos sistemas de rega, das alfaias autorreguladas, da condução de tratores de forma automática, à medição georreferenciada das produções, ao controlo da evolução da cultura com

GESTÃO EFICIENTE DA REGA

o recurso a imagens aéreas das culturas com a ajuda de satélites, aos vôos tripulados ou com os UAV, mais conhecidos por drones.

A nossa exploração tem vindo a introduzir algumas destas técnicas.

Iniciamos com as ferramentas de apoio à decisão na gestão de rega: utilizamos hoje estações meteorológicas automáticas que nos ajudam a determinar o balanço das necessidades diárias da cultura do milho. Tentamos assegurar, através de sondas de humidade no solo, a distribuição uniforme da água ao longo do seu perfil e evitar perdas de água em profundidade, com a grande vantagem de evitarmos a lexiviação de fatores de produção. Esta cultura é extremamente sensível à disponibilidade de água, por isso consideramos que a boa gestão de rega é hoje o fator de maior incremento e estabilização da produção, associada também à necessidade de uma boa drenagem dos nossos solos.

Utilizamos atualmente alfaias com capacidade de se autorregularem, esta técnica permite-nos uma

Figura 1. Gestão informatizada de apoio à decisão

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14 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Engenheiro Agrónomo

pamento que conduz de forma automática o trator, seguindo linhas paralelas (evitando os antigos riscadores na sementeira), que são introduzidas no sistema pelo operador ou resultado de contornos que pretendemos manter ao longo da parcela. O avanço na qualidade do serviço é exponencial.

Temos hoje a possibilidade de reduzir erros nas trajetórias até 2 cm, este erro é muito inferior ao erro humano, mesmo de operadores experientes.

O processo de condução passa a deixar o operador disponível para o controlo mais rigoroso do trabalho das alfaias, evitando o cansaço prolongado pelas longas horas de tarefas repetitivas, podendo aumentar muito a produtividade das próprias alfaias, para além de possiblitar também fazer trabalho noturno com qualidade, algo impossível sem estes equipamentos.

Esta nova técnica abre possibilidade para podermos assegurar um trabalho muito eficaz numa cultura como o milho, que se desenvolve segundo entrelinhas reduzidas (75 cm). Podemos agora reduzir ao mínimo os desvios nas trajetórias, evitando a destruição de plantas nas operações de sacha e abertura de covas, com ganhos muito consideráveis no número final de plantas por hectare, assim como assegurando a sua colocação uniforme ao longo da parcela durante a sementeira.

Todo este trabalho é hoje controlado pela recolha de imagens aéreas, que visam observar o desenvolvimento das searas ao longo do ciclo (sem estes apoios, as searas do milho, com a sua elevada altura, não permitem uma visualização espacial durante grande parte do seu ciclo).

Iniciámos, há três anos, um trabalho de avaliação da qualidade e dos custos de diferentes técnicas de recolha e processamento de imagens. Existem hoje três técnicas para podermos efetuar a recolha de imagem. A primeira será através de satélites, que nos dão imagens com uma resolução de 5 a 10 metros por pixel, ou seja, a unidade mínima de informação é um quadrado de 5X5 a 10X10 metros no terreno. Em segundo, temos a recolha de imagens

NDVI 0.9 4.00’

0.8 0.7

3.90’

0.6 3.80’

0.5

39ºN 3.70’

0.4 0.3

3.60’

0.2 0.1

3.50’ 47.75’

47.50’

8ºW 47.25’

47.00’

46.75’

0

Figura 2. Imagem de satélite para deteção de massa folear. Rigor da imagem 1pixel = 10 metros. Valores de NDVI (Normalized Difference Vegetation Index).

(Fonte: Associação de regantes de Coruche)

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 15

Grandes Culturas

grande melhoria nas aplicações de agroquímicos. Estes equipamentos são capazes de manter as aplicações unitárias constantes, com o chamado débito proporcional ao avanço (DPA), isto é, se o trator aumenta ou diminui a velocidade, a alfaia corrige automaticamente o débito para manter uniforme a aplicação de agroquímicos: estamos a utilizar esta solução nos pulverizadores e nos distribuidores de fertilizantes. Nestes últimos, temos também o sistema de autopesagem do adubo, ou seja, com a variação das densidades do adubo ao longo do dia devido à humidade (os adubos são extremamente higroscópicos), e da pouca uniformidade dos lotes dos mesmos, obrigavam-nos no passado a frequentes testes em branco para uma boa calibração. Hoje, com estas alfaias, esta calibração é feita de forma automática e sistemática.

O distribuidor de adubo tem balanças incorporadas, que vão corrigindo as diferentes densidades e calibres variáveis, assegurando uma aplicação muito homogénea ao longo da parcela.

Iniciámos este ano a experiência de telecondução dos tratores com recurso à condução automática nalgumas operações culturais.

A utilização dos visores de apoio à condução já tinha sido introduzida no passado, mas não tínhamos conseguido um grande aumento na eficácia das aplicações e dos consumos de agroquímicos.

Também não tínhamos melhorado muito a eficácia das sobrepassagens das alfaias de mobilização.

Os sistemas utilizados necessitavam de um grande esforço de concentração do operador, pois tinha que, continuamente, ir corrigindo as trajetórias de deslocação com recurso à visualização do visor do GPS, este determinava a trajetória correta, mas era necessário passar pela mão do operador a respetiva correção no volante do trator. Este processo tornava-se muito cansativo e, passado algum tempo, na maioria das operações, o operador estava novamente a conduzir os tratores da forma clássica. Com o teleguiamento (autoguide), é o próprio equi-

Grandes Culturas

Figura 3. Fotografia de avião. Rigor da imagem 1pixel = 30 cm

Camada Visível

Camada falsa cor

Figura 5. Determinação de doenças e problemas estruturais

Camada NVDI

com aviões tripulados, consegue-se uma grande melhoria na resolução das fotografias, obtemos imagens com uma resolução de cerca de 30 cm por pixel. Por último, temos os drones (pequenos helicópteros telecomandados), que conseguem ainda maior resolução pois, voando a menor altitude, podem oferecer resolução na ordem dos 3 cm.

Temos assim acesso a uma informação preciosa, que nos permite corrigir erros estruturais dos sistemas de rega, deteção de drenagem deficiente, diferenças no desenvolvimento vegetativo, presença de infestantes, doenças ou destruição por animais.

Fungo Cefalosporium

Figura 4. Drone. Rigor da imagem 1 pixel = 3 cm Figura 6. Determinação de áreas de prejuízos

Figura 7. Imagem aérea com drone

Em todos estes equipamentos, utilizam-se vários tipos de câmaras fotográficas com recurso a fotografias na gama do visível, combinando com fotografias na gama do infravermelho.

O processamento informático e georreferenciado destas imagens

16 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

GRAIN HARVEST 2011 - PALHOTA (CORN)

Figura 8. Mapa de produtividade georreferenciada

informação das parcelas, associada ao registo sistemático de operações e de consumos de fatores de produção, podemos melhorar as nossas práticas, corrigindo e otimizando as mesmas, para atingir o objetivo principal: uma agricultura produtiva e sustentável, ao nível económico, ambiental e social.

Grandes Culturas

oferecem-nos, entre outras informações, o chamado NDVI, ou seja, índice de desenvolvimento vegetativo ou da biomassa da cultura.

Com estas imagens combinadas, podemos encontrar muita informação sobre o desenvolvimento da nossa cultura. Nesta campanha adquirimos um drone próprio para filmar e fotografar as zonas problemáticas identificadas pelas empresas profissionais que nos prestam serviços, permitindo-nos agora ir ao local dos acidentes e dos erros de aplicação, detetar em pormenor a sua origem e planear a forma de os evitar ou reduzir no futuro.

Tentamos com estas tecnologias determinar, no futuro, a melhor gestão das aplicações de fertilizantes. Se pudermos evoluir para aplicações muito controladas pelas diferentes cores das plantas podemos certamente reduzir as suas aplicações, com ganhos muito significativos para uma melhor economia e redução de impactos ambientais.

A recolha de informação georreferenciada da produção final da nossa seara é hoje uma técnica já disponível nas ceifeiras debulhadoras mais modernas (não existindo ainda na maioria das debulhadoras, incluindo a nossa). Esta tecnologia dos chamados mapas de produção é fundamental para completar todas as anteriores tecnologias e informações. É através destes mapas que podemos confirmar (ou não) todos os problemas encontrados durante o ciclo cultural. Com esta informação poderemos, no futuro, levar ao limite as possibilidades da agricultura de precisão: são as chamadas aplicações diferenciadas por classes de produtividade, isto é, se estruturalmente o meu solo não consegue produzir uma determinada produção obtida noutra zona do campo, deveremos reduzir nesse local as aplicações de fertilizantes, de água ou de densidade de sementes por hectare. Com esta possibilidade, poderemos retirar o máximo de produção por unidade, reduzindo ao mínimo as aplicações de fatores de produção nessa mesma área.

Por último, estamos a tentar encontrar uma plataforma de suporte georreferenciado, para sistematizar e armazenar todas estas diferentes informações, pretendemos compará-las ao longo da campanha e ao longo dos diferentes anos. Com uma boa gestão de toda esta

Empresas e Mercados

APLICAÇÃO MULTIPLATAFORMA DE PESQUISA DE FITOFÁRMACOS

que procuram alternativas energéticas viáveis. A instalação foi projetada e executada por Hispasol Renovables, S.L., e a empresa fornecedora do material foi Suministros Orduña, S.L.

CATERPILLAR LANÇA NOVA VERSÃO DO PRODUCT LINK O agrozapp é um sistema online gratuito, que permite pesquisar todos os fitofarmacêuticos homologados e adubos/fertilizantes comercializados em Portugal.

Mais recentemente foi introduzida uma secção dedicada a produtos para a agricultura biológica.

O agrozapp é uma aplicação multiplataforma, que permite o acesso a informação em qualquer lugar, através de um computador, smartphone ou tablet.

Reúne toda a informação num só local e permite uma pesquisa simplificada através do cruzamento de dados. Conta com o apoio de diversas entidades, nomeadamente a Syngenta, Epagro, Basf, Sapec, Valorfito e ADP. Em breve serão incorporadas novas funcionalidades de forma a prestar um serviço mais simples e completo no setor agrícola.

QUINTA DE FRANGOS COM SISTEMA FOTOVOLTAICO HÍBRIDO: SOLAR + GÁS

Uma quinta de frangos em Aceuchal (Badajoz) isolada da rede escolheu uma solução mista que consta de um sistema híbrido que prioriza a geração renovável, tendo o grupo eletrogéneo como o apoio nos casos de grande mudança.

Este sistema foi implementado pela SMA Ibérica - Tecnologia Solar.

A instalação solar está coberta e possui uma potência de 15,00 KWp. Tem inversores SMA Sunny Boy 5000A e SMA Sunny Island 8.0H, acumuladores Hawker Exosafe TZS-12; um grupo eletrogéneo a gás de 50 KVA com motor P.S.I, e painéis solares Sharp microamorfo.

Esta é uma instalação autónoma de referência para o setor e para outros

18 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

tação de sistemas geográficos direccionados e apoia a tomada de decisão no terreno com consultoria especializada.

A Precision Landtem o compromisso de apoiar os empresários agrícolas no desafio de produzir mais, melhor e de forma mais sustentada. www.precisionland.pt info@precisionland.pt | Portugal.

JOHN DEERE ESTENDE AS CAPACIDADES DE ASSISTÊNCIA REMOTA DO JDLINK A TODAS AS MÁQUINAS EQUIPADAS COM UM MONITOR GREENSTAR 3 2630.

A Caterpillar lançou uma nova versão do Product Link. Esta versão conta agora com um novo hardware mais robusto e um novo interface na Web, o Vision Link, mais intuitivo e de fácil acesso. A comunicação com os equipamentos passou a ser feita por GSM, o que permite maior fluxo de informação com intervalos de tempo mais curtos, permitindo agora ver todas as máquinas do proprietário num único mapa, controlar o consumo de combustível, comparar o tempo de operação em trabalho útil com o tempo de trabalho ao ralanti (não produtivo), definir limites das zonas de trabalho e alertas de segurança através de alarmes no email ou telemóvel.

PRECISÃO NA GESTÃO AGRÍCOLA

A Precision Land é uma empresa que disponibiliza ao mercado uma oferta integrada e completa de tecnologias e serviços de agricultura de precisão.

A Precision Land é distribuidora em Portugal de equipamentos AgLeader - monitores de rendimento, condução assistida e automática e tecnologia de aplicação variável (VRT) aplicável às principais marcas de máquinas agrícolas no mercado; disponibiliza sensores para obtenção de dados e representa em Portugal a Aquacheck, para dados de água no solo; elabora cartografia da exploração agrícola, armazena e analisa os dados recolhidos através da implemen-

Utilizando a infraestrutura do JDLink, o acesso remoto ao monitor John Deere permite quer aos proprietários como aos concessionários prestar assistência remota aos operadores na configuração e manipulação da maquinaria – como se estivessem fisicamente presentes na cabina, traduzindo-se numa redução de custos de deslocação, maior rapidez e maior disponibilidade da maquinaria.

O sistema JDLink compreende um controlador de comunicações, um grupo de fios e uma antena adaptada para receber sinais a partir do telemóvel e GPS. É possível adicionar um dispositivo de gravação de dados para capturar mais informação dos equipamentos. Combinados, estes componentes informam acerca da localização da máquina, uso, tempo de trabalho, desempenho e manutenção, armazenando as informações num banco de dados John Deere, que pode ser consultado pelo utilizador a partir de qualquer ponto do globo.

TELEDETEÇÃO AGRÍCOLA PERMITE OBTER INFORMAÇÃO DA VEGETAÇÃO Uma empresa espanhola desenvolveu um sistema de teledeteção, através do uso de drones. A teledeteção agrícola permite obter informação da vege-

DISPONÍVEIS NO MERCADO SISTEMAS DE OTIMIZAÇÃO DE DESEMPENHO EM PIVOTS

A Lagoalva fornece e instala dois sistemas complementares para otimizar desempenho e uniformidade em sistemas de rega (Pivots).

Um dos sistemas disponíveis no mercado é o Fieldnet®, que permite a gestão de irrigação via web. O Fieldnet® é uma opção que de rápida e fácil utilização, oferecendo uma solução integrada para água e fertilização com controlo remoto de pivots, canhões finais, injetores e bombas, facilitando a monitorização e registo na íntegra, desde a utilização de água e energia, até à precipitação, temperatura e humidade do solo, permitindo ao agricultor ganhar tempo, poupar recursos e custos e ter um maior controle de todas as operações.

Este sistema inclui a única ferramenta de gestão sem fios com um aplicativo nas duas maiores plataformas de

smartphones e tablets. Isso significa que, em qualquer momento durante o ciclo de vida da plantação, os produtores podem controlar o sistema de rega que possuem, utilizando um computador, tablet ou smartphone.

TRIMBLE FORESTRY, UM CONTRIBUTO PARA A FLORESTA DE PRECISÃO

A TRIMBLE, líder em tecnologia GPS, desenvolveu uma solução de software modular, o que realiza, em tempo real, a gestão operacional de todas as atividades desenvolvidas na floresta.

A solução, denominada TRIMBLE FORESTRY, permite, a partir de um planeamento rigoroso das operações, evitar gastos supérfluos, proteger zonas sensíveis e gerir da melhor forma o aproveitamento dos produtos florestais.

A solução FORESTRY divide-se em quatro produtos diferentes: o SOLO FOREST, o TIMBER PILOT, o FLO – Forest Logistics Optimization e o CENGEA ENTERPRISE SOFTWARE. Representado pela FORESTFIN, permite criar registos históricos da Unidade de Gestão e ser aplicado a qualquer tipo de floresta (natural, plantada, urbana e periurbana).

DRONE ZANGÃO

Projetado e fabricado pela Skydrones, empresa brasileira que atua no desenvolvimento de microVANTS – Veículos Aéreos Não Tripulados desde 2008, o Zangão é uma plataforma aérea com sofisticada eletrónica embarcada que permite transportar diferentes sistemas de captura de imagens. A sua instrumentação e sistemas de controlo permitem voos com alta estabilidade, com reduzido tempo de treino operacional, alta capacidade de

carga e grande fiabilidade. As aplicações desta tecnologia são usadas em: Monitoramento ambiental, Inspeção de redes de transmissão, Segurança pública e privada, Mapeamento de áreas agrícolas, Monitoramento de tráfego, Monitoração de mineração entre outras aplicações.

O seu design moderno e eficiente possibilita o transporte de diversos tipos de câmeras e sensores, que geram imagens utilizadas para produzir mapas Orto-retificados, Mapas de Terreno e Superfície, nuvem de pontos 3D ou mapas NDVI para agricultura. Sensores infravermelhos podem ser utilizados para mapeamento e deteção de problemas em redes de distribuição de energia elétrica.

O Zangão V é o resultado de estudos e testes que começaram em 2011. Foram desenvolvidos 4 protótipos pela SkyDrones e foram testados 2 “Airframes” (corpo do avião) feitos por empresas Chinesas. Todos estes testes possibilitaram à empresa coletar dados e experiências para chegar ao design e performance esperados pelo mercado consumidor profissional.

PLATAFORMA DE GESTÃO DA AGRICULTURA E FLORESTA DE PRECISÃO

A FORESTFIN, LDA. desenvolveu uma plataforma de apoio à gestão de projetos de Agricultura de Precisão e Floresta de Precisão, a RUSTECHWORLD. Cada projeto é tratado como uma Unidade de Gestão (UE), ao qual são associados sistemas de amostragem, cartografia, registos operacionais e de produções e toda a documentação necessária à gestão da UE. Esta plataforma permite ainda a traceabilidade da produção através da utilização de QRCODES aos quais está associada toda a informação referente à sua proveniência.

A RUSTECHWORLD garante a proteção total dos dados, através do acesso limitado aos operadores escolhidos pela empresa que adere ao serviço.

A adesão ao serviço é modular, podendo envolver diferentes tipos de serviços e análises.

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 19

Empresas e Mercados

tação sem necessidade de estar em contacto direto com ela, o que permite analisar através de imagens ou dados, diferenças no aspeto do cultivo.

A partir das imagens originadas por câmaras hiperespectrais, multiespectrais, infravermelhos ou térmicas obtém-se informação de diferentes bandas de espectro que a vista humana é incapaz de detetar. Estas câmaras e sensores estão homologados pela HEMAV. A vegetação mostra uma figura espectral comum em cada banda de espectro, chamada assinatura espectral, com o que é possível diagnosticar diferenças entre plantas dentro da mesma parcela graças a vários fatores como os distintos estados vegetativos das plantas, as diferenças de rega, doenças, entre outros.

Para interpretar os dados a partir de uma imagem com diferentes bandas de espectro, recorre-se aos índices de vegetação. Cada índice de vegetação é escolhido pelo intérprete das imagens para poder obter o melhor resultado de contrastação de valores e poder realizar uma discriminação.

Mecanização

CONQUISTAS E EXPECTATIVAS DA AGRICULTURA DE PRECISÃO AGRICULTURA DO SÉCULO XXI Por: E. Gregorio López1, A. Escolà1, S. Planas de Martí1, F. Solanelles Batlle2, J.A. Martínez Casasnovas3 e J. R. Rosell Polo1 Tradução: João Duarte Barbosa

O

objetivo da Agricultura de Precisão é aplicar inputs apenas onde estes são necessários e sempre na quantidade requerida. Ainda que a Agricultura de Precisão se associe a equipamentos caros e Hi-tech, os constantes avanços em eletrónica, informática e fotónica estão a permitir que este tipo de agricultura esteja cada vez mais ao alcance de um cada vez maior número de utilizadores. Para além disso, os benefícios associados à sua implementação poderão cobrir facilmente os investimentos iniciais. Neste artigo, introduzem-se os conceitos básicos de Agricultura de Precisão e apresentamse os principais âmbitos que atualmente estão a ser objeto de investigação.

O Grupo de Investigação em AgróTICa e Agricultura de Precisão (GRAP, www.grap.udl.cat) aglutina investigadores de dois organismos: a Universidade de Lleida (UdL) e o Centro de Mecanização Agrária da Catalunha. O grupo leva mais

1

de uma década a trabalhar no âmbito da Agricultura de Precisão, incorporando sensores ultrassónicos e de base fotónica, as tecnologias de informação e as comunicações (TIC) e as técnicas geoestatísticas na agricultura. Desta forma, é um dos grupos de referência em Tecnologias para a Aplicação de Produtos Fitossanitários a nível estatal. No âmbito da Pecuária de Precisão, o GRAP é pioneiro no desenvolvimento de equipas robotizadas para a alimentação inteligente no setor dos suínos, com o objetivo de reduzir o impacto ambiental e aumentar a segurança alimentar. No presente artigo, abordam-se diferentes fases da Agricultura de Precisão, dando ênfase aos trabalhos realizados pelo GRAP.

O QUE É A AGRICULTURA DE PRECISÃO? A Agricultura de Precisão não é mais do que a consequência da chegada das Tecnologias de Informação e Comunicação à Agricultura, também denominadas AgroTICs. As AgroTICs permitem a aquisição de dados do cultivo e do seu meio, o consequente processamento desses mesmos dados para conversão em informação útil e o tratamento e armazenagem dessa informação para a tomada de decisão e ação. Dispor de informação

detalhada sobre as características do cultivo e do seu meio (o solo, o clima, etc.) ajuda o agricultor e o técnico experientes a tomar decisões melhor fundamentadas. Todos os agricultores sabem que os seus campos não produzem exatamente o mesmo em toda a sua superfície. Ainda assim, não é quando se quantificam essas diferenças na produtividade que se vê imediatamente a magnitude que pode alcançar essa variabilidade.

Ter em conta essa variabilidade na gestão das parcelas é o objetivo da Agricultura de Precisão. Essa informação aconselha a que certos campos sejam geridos não de forma uniforme mas de forma variável, atendendo às características das diferentes zonas que os compõem. Este tipo de gestão chama-se Gestão Específica Localizada (do inglês Site-Specific Management) e consiste na realização de trabalhos agrícolas ou aplicação de inputs de forma variável em partes distintas das parcelas que assim o exigem. Para além disso, em determinados casos, como na silvicultura, pode-se chegar (e chegar-se-á em breve!) à gestão das explorações ao nível de plantas individuais.

Ao alcance de todos Ainda que a Agricultura de Precisão seja associada a equipamentos dispendiosos

Grupo de Investigação em AgróTICa e Agricultura de Precisão, Departamento de Engenharia Agroflorestal, Universidade de Lleida (UdL)

/ 2Grupo de Investigação em AgróTICa e Agricultura de Precisão, Centro de Mecanização Agrária, Departamento de Agricultura, Pecuária, Pesca, Alimentação e Meio Ambiente, Generalitat de Catalunya / 3Grupo de Investigação em AgróTICa e Agricultura de Precisão, Departamento de Meio Ambiente e Ciências do Solo, Universidade de Lleida (UdL)

20 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Vantagens e desvantagens A prática da Agricultura de Precisão aumenta a rentabilidade das explorações através da melhoria na gestão dos inputs/consumos. Contudo, a análise dos dados e uma acertada tomada de decisões poderá, inclusivamente, melhorar a qualidade dos produtos, reduzir os riscos das operações, realizar uma correta rastreabilidade das operações agrícolas e da produção, reduzir o impacto ambiental e aumentar a sustentabilidade das explorações.

Em contrapartida, aplicar a Agricultura de Precisão requer uma formação adicional dos agricultores e dos técnicos em termos de aquisição e processamento de dados e em novas tecnologias aplicadas à maquinaria agrícola.

METODOLOGIAS APLICADAS A prática da Agricultura de Precisão pode ser levada a cabo segundo duas grandes metodologias: uma baseada em mapas digitais de informação, e outra baseada em sensores em tempo real.

Enquanto que os sistemas baseados em mapas permitem ter em conta muito mais variáveis e realizar análises muito mais complexas que os sistemas baseados em sensores e em tempo real, estes últimos permitem uma reação muito mais rápida, relativamente a situações em que sejam necessárias intervenções diligentes.

Agricultura de Precisão baseada em mapas digitais de informação Antes de qualquer operação é necessário anotar os dados da parcela, analisar a sua variabilidade espacial e criar um mapa com a distribuição espacial da variável mensurada.

Após os processos e análises pertinentes, o resultado da etapa de to-

O QUE REQUER A AGRICULTURA DE PRECISÃO? A Agricultura de Precisão consiste em realizar a operação otimizada, no lugar ótimo, no momento ótimo, de forma otimizada e com a quantidade ótima. E para o conseguir vamos necessitar de: t observações ou sensores que permitam o registo de dados georreferenciados (com coordenadas que permitam a sua localização na parcela); t sistemas informatizados para visualizar e processar os dados (SIG ou sistemas de informação geográfica); t sistemas de suporte à tomada de decisão; t metodologias ou maquinaria capazes de realizar as operações agrícolas de forma específica em cada ponto da parcela, denominadas tecnologias de atuação variável ou VRT (Variable Rate Technology);

mada de decisão será um novo mapa, denominado mapa de prescrição ou atuação, onde se mostra o que se deve fazer em cada ponto da parcela (intensidade da operação ou dose de produto a aplicar). Um controlador eletrónico acoplado no trator determinará o que fazer em cada ponto e um equipamento dotado de tecnologia de atuação variável será, usualmente, o que a levará a cabo. Para praticar este tipo de agricultura é indispensável dispor de um sistema de posicionamento e navegação global (vulgarmente conhecido como GPS), quer para a recolha de dados como para a atuação. Como exemplo, poder-se-á pensar na aplicação de um herbicida a partir de um mapa de prescrição, onde se indica a necessidade de aplicar ou não o produto com base na presença/ausência de uma determinada erva daninha e também a dose, no caso de ser necessária a sua aplicação.

Agricultura de Precisão baseada em Sensores e em tempo real Este tipo de tecnologia não requer sistemas de posicionamento e navegação, uma vez que a recolha de dados, a decisão e a atuação, são levadas a

cabo em tempo real, enquanto que o trator e a equipa se vão deslocando pela parcela. Visto que a ação continua a ser variável, o equipamento também deve incorporar tecnologias de atuação variável. A diferença radica no facto da atuação não se basear num mapa predefinido mas sim num ou em vários sensores, que vão recolhendo dados sobre o progresso da parcela, e um controlador eletrónico que toma decisões também sobre essa evolução registada. Como exemplo, a aplicação de herbicida descrita no caso anterior não se basearia num mapa mas sim na deteção da erva daninha em tempo real, a partir das medidas obtidas pelo sensor.

CARACTERIZAÇÃO DA VARIABILIDADE DOS CULTIVOS E DO MEIO FÍSICO A caracterização da variabilidade espacial dos cultivos dentro das parcelas é um aspeto chave na Agricultura de Precisão. Na atualidade, existem diversas tecnologias disponíveis para caracterizar e reduzir a referida variação.

Destas, os monitores de colheita nas ceifeiras/máquinas de vindimar são os mais conhecidos. Providenciam mapas

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 21

Mecanização

e à alta tecnologia, também é possível aplicá-la de forma mais básica. A recolha de informação pode ser realizada a partir de observações visuais e a aplicação poderá ser feita de forma manual ou utilizando adequadamente, e de forma “inteligente”, a maquinaria convencional.

Contudo, este tipo de ações aumentará o custo de mão de obra e reduzirá a precisão das operações. Como em qualquer caso, há que fazer uma boa análise dos custos e optar pela melhor solução.

Mecanização

da colheita, graças ao facto de georreferenciarem o peso do grão/uva, ou outro produto, em cada ponto da parcela.

Uma alternativa aos monitores de rendimento é a medição do vigor do cultivo, através de imagens de satélite ou imagens aéreas multiespectrais de alta resolução. O cálculo do vigor baseia-se na comparação de reflexão da vegetação na longitude de onda dos infravermelhos mais próximos (onde se produz a reflexão máxima da vegetação) e a do vermelho (onde se produz uma grande absorção de luz), ou da verde.

Melhoria na resolução espacial de imagens A colocação em órbita do satélite Ikonos no ano 2000, possibilitou um grande avanço nesta temática, já que as suas imagens, com um tamanho de pixel de 3,2 m, permitem observar a variação dos cultivos com detalhe. Posteriormente, outros satélites comerciais como o QuickBird - 2 (2002), GeoEye - 1 (2008) ou o World - View - 2 (2009), entre outros, melhoraram a resolução espacial até à atual, de 1,85 m/pixel (Foto 1). Contudo, esta resolução pode resultar escassa para determinados cultivos, como os plantados ao longo das fileiras, dado que a resposta no pixel pode ser misturada (vegetação do cultivo + solo). Na última década, o aumento da resolução (até 0,15 - 0,25 m) foi conseguido a partir de câmaras multiespectrais montadas em avionetas, capazes de voar a uma altura muito menor do que os satélites.

Ultimamente, o desenvolvimento e proliferação de “drones”, ou veículos aéreos não tripulados (UAV do inglês Unmanned Aerial Vehicles) permitiu aumentar ainda mais a resolução espacial das imagens (até 0,08 - 0,10 m/ píxel), o que permite caracterizar o vigor dos cultivos com grande detalhe.

liar do cultivo em função do NDVI “on-the-go” ou “real time” (em tempo real).

Nos últimos dez anos também se introduziu o uso dos sensores LiDAR (Light Detection and Ranging) para a caracterização dos cultivos arborizados (Rosell et al., 2009; Rosell and Sanz, 2012).

Estes sensores permitem obter imagens tridimensionais das plantações a partir da medida das distâncias do sensor às plantas, de forma similar a um RADAR, mas utilizando luz (radiação laser). Os trabalhos de investigação do GRAP sobre a caracterização das plantações mediante scâneres LiDAR foram pioneiros a nível mundial. Começou-se pela medida de árvores individuais para passar, posteriormente, à obtenção da estrutura 3D de filas inteiras. Recentemente, o GRAP desenvolveu a tecnologia adequada para obter o modelo 3D de plantações, como indica a foto 2.

TOMADA DE DECISÃO: SISTEMA DOSAFRUT Um dos principais desafios da Agricultura de Precisão é facilitar as decisões em todo o tipo de cultivos. Aqui é onde os modelos e os sistemas de suporte às decisões adquirem uma importância crucial. Neste contexto, o sistema DOSAFRUT, desenvolvido pelo GRAP, permite ajustar a dose em

Sensores de proximidade. Scâneres LiDAR Em paralelo à disponibilidade de imagens de índices de vegetação de alta resolução espacial, surgiram os sensores de proximidade capazes de capturar de forma pontual o valor do índice de vegetação (ou outros índices) de uma planta ou de partes desta (p. e. GreenSeeker®, NTech Industries y Trimble; CropCircle®, Holland Scientific). Estes sensores são utilizados em diversas aplicações na Agricultura de Precisão, como a fertilização fo-

Foto 1. Exemplo do índice de vegetação NDVI obtido a partir de uma imagem do satélite QuickBird-2 (2,8 m/pixel) numa série de parcelas de vinha da D.O. Costers del Segre (lleida).

22 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Foto 2. Fotografia de uma plantação da Escola Técnica Superior de Engenharia Agrária de Lleida (em cima) e nuvem de pontos 3D correspondente (inferior), obtida mediante um sensor LiDAR.

ATUAÇÃO VARIÁVEL: TRATAMENTOS FITOSSANITÁRIOS, REGA E FERTILIZAÇÃO No âmbito dos tratamentos fitossanitários estão-se a registar importantes avanços, tanto na técnica de aplicação seletiva (patch-work) como nos sistemas de dosagem variável proporcional. Ambos os sistemas utilizam sensores para a deteção do organismo (praga, doença ou erva daninha a controlar) ou as dimensões da vegetação a proteger.

Figura 1. Correlação entre a estrutura da plantação (obtida mediante sensores LiDAR) e o índice de área foliar (LAI) para quatro cultivos arbóreos (informação do projeto OPTIDOSA, 2010).

LAI 5,0 macieiras

4,0

pereiras vinhas

3,0

R2 = 0,89

pessegueiros geral (todos)

2,0 1,0 0,0 [altura, largura, densidade]

Foto 3. Homepage do website do sistema DOSAFRUT onde se podem consultar os fundamentos científicos e utilizar a ferramenta de cálculo otimizado de volume de aplicação.

Este é o caso de WeedSeeker®, que pulveriza de forma seletiva em tratamentos herbicidas - unicamente na presença de ervas daninhas objeto de controlo. Isto é possível graças à captação da luz refletida proveniente de um conjunto de LEDs instalados sobre o dispositivo de controlo, que inclui também um processador eletrónico e uma válvula de controlo que ativa/desativa o bico pulverizador com a calda herbicida. O sistema é especialmente interessante para o controlo herbicida de cultivos extensivos, jardins, vias de comunicação e zonas urbanizadas.

Para o tratamento de plantações de fruta, vinhas, cítricos e oliveiras, já há alguns anos, vêm a ser utilizados sensores de ultrassons, capazes de detetar a vegetação no início e final das filas em plantações intensivas, ou os espaços intermédios entre árvores nas plantações tradicionais. A partir desta informação, o sistema embutido no pulverizador faz a gestão da pulverização seletiva (Foto 4). Com o mesmo tipo de sensor, também é possível medir em tempo real a alturas das árvores ou as variedades a tratar e, desta forma, pulverizar uma dose de acordo com o volume de vegetação, permitindo uma poupança considerável do produto fitossanitário.

Para além da deteção do volume de vegetação, o GRAP está a desenvolver um sistema de controlo e pulverização

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 23

Mecanização

tratamentos fitossanitários de todo o tipo de plantações, sistemas de formação, dimensões, vigor e densidade foliar.

O sistema DOSAFRUT baseia-se na premissa de que a dose global de produto fitossanitário deve estar diretamente relacionada com as dimensões da plantação a proteger, concretamente, duas vezes a sua superfície foliar, tal como se pôde concluir no Projeto Air Assisted Sprayers (1997). Para além disso, a fração útil da pulverização (depositada sobre o objetivo) deve complementar-se com a que se perde em forma de desvio e/ou por desperdício no solo.

O sistema estima a área foliar de plantação a partir da altura e largura das filas, juntamente com a densidade das árvores, calculada a partir da porosidade (buracos) da parede frutícola.

Isso é possível a partir da constatação de que as plantações intensivas mantêm uma mesma relação entre os parâmetros mencionados e o índice de área foliar (superfície de folhas por unidade de superfície de cultivo) (Figura 1).

A relação foi estabelecida graças a um extensivo trabalho de medição da superfície foliar mediante sensores LiDAR. O sistema DOSAFRUT supõe que a concentração de produto fitossanitário na fertilização é a recomendada na etiqueta da embalagem e estabelece o volume teórico a pulverizar em função da superfície foliar estimada. A esse volume, adiciona-se o correspondente ao desperdício previsto pelo desvio e desperdício sobre o solo, calculado a partir das indicações dadas.

A eficiência da aplicação (proporção de produto fitossanitário depositado sobre o objetivo em relação ao total aplicado), na sua maior parte, está determinada pelo pulverizador (tipo, bicos pulverizadores e condições de operação). Um equipamento de baixas prestações, operando em condições não favoráveis, pode requerer até 85% mais de volume de fertilização fitossanitária.

No conjunto, a eficiência dos tratamentos oscila entre 25%, nas condições mais desfavoráveis, e 75%, em condições ótimas.

A determinação da eficiência global e do volume da fertilização otimizada pode realizar-se de forma rápida com a ferramenta disponibilizada no portal da DOSAFRUT, acessível no seu website - www.dosafrut.es (Foto 3). O sistema DOSAFRUT foi validado mediante numerosos ensaios à escala comercial no controlo das principais pragas e doenças das principais espécies de fruto cultivadas em Espanha: macieira, pereira e pessegueiro. Atualmente, é uma ferramenta de máxima utilidade nas explorações que utilizam estratégias sustentáveis destinadas a minimizar o emprego de produtos fitossanitários.

Mecanização

Foto 4. Aplicação variável seletiva de produtos fitossanitários utilizando sensores de ultrasons e eletroválvulas. Na fotografia superior o sensor deteta unicamente presença de árvores na fila direita e por isso apenas se abrem as eletroválvulas deste lado, na fotografia central o sistema deteta árvores em ambas as filas, enquanto que na fotografia inferior apenas deteta a árvore na fila da esquerda.

24 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

em tempo real baseado na superfície foliar do objetivo a tratar (densidade), dimensionada graças à informação de sensores LiDAR. Neste caso, a economização do produto continua a ser considerável e o tratamento muito mais preciso, dado que a calda pulverizada é sempre proporcional à superfície foliar que em cada momento se encontra no alcance do equipamento de tratamento.

A aplicação variável de insumos também pode ser implementada em outras operações habituais nos cultivos, como a semente, a rega ou a fertilização. As técnicas de Agricultura de Precisão que se desenvolveram para cada um destes casos são muito diversas e a sua exposição detalhada supera os limites deste artigo.

Por exemplo, para o controlo da rega é preciso mencionar o extraordinário desenvolvimento da telemetria, que permite integrar os dados de sensores de humidade do solo ou do estado da planta e controlar à distância o sistema de irrigação, atuando sobre as bombas e as válvulas.

Relativamente à aplicação variável de fertilizantes e concretamente de nitrogénio, esta apresenta uma grande semelhança com a aplicação variável de fitossanitários. A aplicação deste elemento nos cultivos é um fator chave no rendimento final das colheitas e também supõe um risco importante para o meio ambiente, no caso de se fazer de forma incorreta. Dado que as necessidades dependem em grande parte do estado do cultivo durante o seu ciclo, desenvolveram-se sistemas de deteção, próximos ou remotos, baseados tanto em aspetos morfológicos (densidade, volume, LAI) como de cor (análise espectral) que, tal como já se comentou, tanto podem ser utilizados para definir mapas de fertilização como para controlar uma aplicação em tempo real. No que se refere à atuação sobre os equipamentos de distribuição de fertilizantes, esta é conseguida através da variação automática do fluxo do produto, proporcionado pela máquina, tendo presente que esta variação pode ter efeitos na uniformidade da distribuição, como no caso das máquinas de adubo de disco centrífugas.

CONCLUSÕES A Agricultura de Precisão está a ser chamada de agricultura do século XXI. Contudo, a sua implantação comercial é desigual segundo o tipo de cultivo e está a levar muito tempo. Por isso, os investigadores, os técnicos e os fabricantes de equipamentos devem unir esforços para mostrar aos agricultores e à sociedade as vantagens desta Agricultura.

AGRADECIMENTOS Os resultados apresentados neste artigo foram parcialmente financiados pelos Ministérios espanhóis da Ciência e Tecnologia e da Ciência e Inovação e pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER) através dos projetos de investigação PULVEXACT (AGL2002-04260-C04-02), OPTIDOSA (AGL2007-66093-C04-03) e SAFESPRAY (AGL2010-22304-C04-03).

Artigo publicado na edição de maio de 2014 da revista espanhola Agricultura.

BIBLIOGRAFIA 1.

Air Assisted Sprayers Project (1997): Reduction of pesticide Inputs to fruit and vineyard crop production. EU - 3FP AIR CT 1304. Final Report.

2. Rosell, J.R., Llorens, J., Sanz, R., Arnó, J., Ribes-Dasi, M., Masip, J., Escolà, A., Camp, F., Solanelles, F., Gràcia, F., Gil, E., Val, L., Planas, S., Palacín, J. (2009): Obtaining the three-dimensional structure of tree orchards from remote 2D terrestrial LIDAR scanning. Agricultural and Forest Meteorology 149(9), 1505-1515. DOI: 10.1016/j. agrformet.2009.04.008 3. Rosell, J.R., Sanz, R. (2012): A review of methods and applications of the geometric characterization of tree crops in agricultural activities. Computers and Electronics in Agriculture 81, 124-141. DOI:10.1016/j. compag.2011.09.007

Reportagem

AGRICULTURA UMA REVOLUÇÃO ANUNCIADA Por: António Malheiro

A

mecanização agrícola, centrada no trator como fornecedor de energia mecânica, capaz de rasgar as entranhas da terra, está a evoluir no sentido de se posicionar como elemento/parte de um sistema integrado de produção: um sistema cujo referencial incorpora novas variáveis de gestão da produção agronómica.

Um novo paradigma de visão sistémica de produção agronómica, com enfoque na automatização, controlo de processos, apoio à decisão, eficiência energética e meio-ambiental, está em desenvolvimento.

Investigadores e cientistas direcionam os seus trabalhos em torno de um novo conceito de gestão dos processos de produção agronómica, designado por Agricultura de Precisão. O conceito estruturante subjacente à prática da agricultura de precisão é o da satisfação das necessidades de plantas e animais, no just-in-time e na quantidade certa.

O primado da eficiência económica e meio-ambiental é conseguido através do uso de ferramentas de apoio à decisão que usam a informática, sensores de monitorização contínua e modelos matemáticos para apoio à decisão a qualquer nível, seja de uma intervenção fitossanitária num pomar de citrinos, seja no domínio da produção e bem-estar animal, na distribuição de água e nutrientes ou na vindima. Uma revolução anunciada suportada pelo imenso potencial da indústria eletrónica e de telecomunicações. Atrevo-me a dizer que, no léxico da língua portuguesa, se fixará a curto prazo uma nova palavra – Agrobótica – para designar os sistemas integrados de produção agronómica.

O ESTADO DA ARTE EM PORTUGAL Monitorização e Controlo Remoto A WiseNetworks desenvolve sistemas de monitorização e controlo remoto de plantações agrícolas. O produto, completamente desenvolvido pela empresa, contempla hardware e software. O hardware é constituído por dispositivos (denominados “nodos”) aos quais podem ser ligados vários tipos de sensores - exemplos desses sensores são: temperatura e humidade do ar, pluviosidade, velocidade e direção do vento, temperatura e humidade do solo, pH do solo, radiação solar, humectação da folha, condutividade do solo, diâmetro do caule, etc. Os nodos podem também estar ligados a outros dispositivos (por ex. sistemas de rega, fertirrega, motores, etc.), permitindo assim fazer a atuação dos mesmos remotamente. Cada um destes nodos é instalado numa localização estratégica da quinta, podendo estar afastados até 3km uns dos outros. Assim, é possível uma cobertura de vários hectares com a resolução (densidade) desejada/necessária.

A componente do software contempla a Plataforma Web e a App Mobile. A Plataforma permite ao utilizador visualizar todos os dados recolhidos e atuar sobre os dispositivos de rega. Além disso, ela é dotada do que poderíamos chamar de Camada de Inteligência, que processa os dados recebidos e faz a previsão de doenças e pragas, calculo das necessidades de rega e outras informações relevantes. A plataforma também permite lançar alertas ao utilizador sempre que haja alguma ocorrência que possa perturbar a produção.

As informações recolhidas (dados “em cru”), a Camada de Inteligência e os alertas lançados estão acessíveis através da Plataforma Web e da App Mobile, o que hoje se chama de cloud.

Um novo paradigma de visão sistémica de produção agronómica, com enfoque na automatização, controlo de processos, apoio à decisão, eficiência energética e meio-ambiental, está em desenvolvimento.

Desta forma, haverá uma melhor gestão da plantação, resultando num aumento do rendimento da exploração, economização de recursos e principalmente na redução de custos com a água e com o número de tratamentos de pragas e doenças. http://www.wisenetworks.pt

Recolha e processamento de informação A universidade de Aveiro, em parceria com a Escola Superior Agrária de Coimbra, tem em desenvolvimento uma plataforma designada por Apollo, cujo objetivo é recolher e processar informação rececionada por um variado leque de sensores espalhados pelo terreno.

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 25

Reportagem

Figura 1.

Sistema de Monitorização e controlo remoto

Uma revolução anunciada suportada pelo imenso potencial da indústria eletrónica e de telecomunicações.

Figura 2. Plataforma de Apollo

Esta plataforma permite o acesso a um painel de instrumentos com informação sobre indicadores relevantes da cultura, e agir em conformidade sobre atuadores, como rega, arejamento e outros. Permite ainda fazer previsões como, por exemplo, tempo de maturação e evolução das condições meteorológicas. A relevância da plataforma Apollo manifesta-se na prática da Agricultura de Precisão, que necessita de informação em toda a cadeia do processo produtivo.

As potencialidades desta solução de e-agriculture vão muito além dos sistemas comerciais, uma vez que estes são, essencialmente, autómatos que reagem aos valores indicados pelos sensores, sem qualquer capacidade de correlacionar informação. Os serviços de alerta de operação permitem ao utilizador identificar, no momento, parâmetros cujo valor esteja fora da gama normal. Esta informação pode ser facultada localmente mas, acima de tudo, de forma remota, permitindo uma monitorização constante, mesmo quando não existe ninguém no local.

A plataforma é válida também para a pecuária, gestão de frotas, controlo de qualidade em linhas de fabrico e processos produtivos e logísticos. Para Diogo Gomes, professor auxiliar do Departamento de Eletrónica e Informática da UA e coordenador do projeto, o objetivo é colocar ao serviço da comunidade agroalimentar capacidades de comunicação e recolha de informação e processamento que possibilitem um controlo mais eficiente e rigoroso da cadeia de valor.

26 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

Sistemas de posicionamento e navegação – GNSS O Instituto Geográfico do Exército, através da rede Servir, disponibiliza aos agricultores um serviço imprescindível para a prática da Agricultura de Precisão e que consiste, basicamente, num sistema que permite a um utilizador estabelecer uma ligação com o centro de cálculo (via WEB, GSM, GPRS ou comunicação rádio), o qual, após processadas as observações GNSS, disponibiliza as correções diferenciais aplicáveis à área onde pretende executar o trabalho. É um conceito aparentemente simples, que se baseia no princípio de que os erros que afetam os recetores GPS dos utilizadores que estejam no interior da rede, são determináveis pelo sistema, em função dos erros obtidos nas estações envolventes, permitindo calcular as correções para a posição do recetor do utilizador. Havendo forma de fazer chegar quase instantaneamente essas correções aos equipamentos dos utilizadores do sistema, então conseguiremos obter em tempo quase

real as coordenadas corrigidas e exatas de qualquer ponto no terreno de acordo com os serviços disponibilizados: RTK - 10 cm; DGPS - 80 cm; e ainda efetuar análise de dados em pós-processamento com o download dos ficheiros RINEX. Com esta ferramenta de navegação GNSS (Global Navigation Satélite Sytem) conseguem-se reduções significativas na fatura dos fatores de produção, como o combustível , sementes e aplicação de fitossanitários.

Software avançado identifica variedades de videira através de imagem O Centro de Investigação e de Tecnologias Agroambientais e Biológicas (CITAB), da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), apresenta um método que identifica e classifica variedades de videira, com recurso a uma imagem hiperespectral da folha da planta. “É um processo simples e automático: através de uma câmara hiperespectral, que mede vários comprimentos de onda do espectro de refletância da planta, passamos essa informação para o software, que processa os dados utilizando métodos matemáticos avançados, permitindo identificar variedades de videira”, explica o mentor do projeto, Pedro Melo-Pinto.

A imagem captada fornece mais informação do que uma fotografia normal.

“Em vez de vermos os três habituais comprimentos de onda, (verde, azul e vermelho) podemos ‘ver’ cerca de mil comprimentos de onda, o que nos permite, além do acesso a mais informação, atuar com maior precisão e rigor”, acrescenta.

As três variedades de videira utilizadas no estudo, desenvolvido em colaboração com a Universidade de La Rioja (Espanha), são a Tempranillo, a Grenache e a Cabernet Sauvignon, todas pertencentes à espécie Vitis vinifera L..

A Tempranillo e a Grenache são variedades importantes em La Rioja e a Caber-

Posicionamento por satélite e automatização de Máquinas O controlo preciso da preparação dos solos, da geometria de plantação e colheita, bem como a aplicação e dosagem de pesticidas, herbicidas e fertilizantes, são possíveis através de um conjunto de soluções tecnológicas baseadas no posicionamento por satélite e na automatização das máquinas.

A Topcon Positioning Portugal, afiliada da Topcon Perc Agriculture, disponibiliza sistemas de posicionamento e navegação por satélite, controlo automático de máquinas, informação geográfica, monitorização e nivelamento de terras.

As bases das soluções da TopCon são os seus sistemas de condução, que são apresentados em duas modalidades: os sistemas visuais, que são sistemas de apoio ao condutor (sendo este sempre o controlador da máquina), e os sistemas automáticos, capazes de controlar a direção do veiculo de modo completamente autónomo.

A unidade de controlo eletrónico da Topcon, nome de código ASC-10, permite controlar de forma automática e variável a ação de dez distintas secções de válvulas e, com isto, atuar de forma automática, independente e variável em termos de alfaias para controlo de débitos de pulverização, sementeira e fertilização, de acordo com um mapa de distribuição planeado visualizado no painel. http://www.topconpositioning.pt

Tecnologia Led na Agricultura A luz solar é essencial ao crescimento e desenvolvimento da planta, no entanto, devido a condições geográficas e climáticas, nem sempre dispomos da quantidade de luz solar necessária à planta, assim, cada vez mais se recorre à iluminação artificial para aumentar a produção e potenciar as características de plantas e frutos de qualidade superior.

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net Sauvignon só pode ser utilizada em casos especiais, na região espanhola.

“A Vitis vinifera L. existe em todo o mundo e o cultivo, o potencial de qualidade de vinho e o preço pago dependem da variedade. Daí que registamos um interesse crescente no rigor da identificação das variedades da videira. Seja para assegurar a autenticidade de plantas compradas, para identificar variedades proibidas em algumas áreas do globo, para estimar o número de exemplares de determinada variedade plantados, ou para ajudar a estabelecer os preços da uva, de acordo com a disponibilidade de cada variedade nas diversas regiões vinícolas”, esclarece o investigador.

Atualmente, existem três técnicas de identificação de variedades de videira: ampelografia, processos químicos baseados em isoenzimas e análises de ADN. Todas exigem que os ensaios sejam realizados por profissionais com elevada experiência que, sendo demorados, não permitem uma identificação rápida de um grande número de exemplares. São também, por estas razões, técnicas dispendiosas.

O CITAB tem como objetivo continuar a desenvolver a pesquisa, de modo a que as diferentes variedades identificadas com este sistema aumentem, para proporcionar à indústria vinícola (vitivinicultores, produtores, viveiros, consumidores, etc.) uma ferramenta rápida, automática, amiga do ambiente, precisa e mais barata por medição do que as técnicas disponíveis até aqui.

No futuro, o investigador Pedro Melo-Pinto espera também que o método possa vir a expandir-se a outras áreas agrícolas e a meios aéreos de captação de imagem (drones), numa tendência crescente de técnicas mais simples e mais próximas dos utilizadores, com características mais vantajosas do que as metodologias atuais dos laboratórios.

Figura 5. Soluções de iluminação LED para diferentes tipos de culturas

As lâmpadas incandescentes, bem como as lâmpadas de alta pressão de sódio, são muito utilizadas em algumas plantações mas, devido à presente eliminação do mercado das lâmpadas incandescentes, e do consumo elevado tanto das incandescentes como das de alta pressão de sódio, estas tornam-se soluções pouco competitivas.

A Energia em Conserva, em parceria com a Philips, disponibiliza o estudo, implementação e acompanhamento de soluções de iluminação LED apropriadas para diversos tipos de plantação.

A gama de iluminação Philips GreenPower LED Flowering Lamp combina baixo consumo energético com o espectro adequado às culturas. A Philips, através de investigação e testes de campo, desenvolveu três lâmpadas diferentes, com três tipos de espectros de luz diferentes, para três tipos de necessidades de planta (1): 100% vermelho longínquo (FR), Combinação de vermelho com branco (DR/W) e Combinação de vermelho, branco e vermelho longínquo (DR/W/FR).

Com a correta fórmula de utilização destas lâmpadas, consegue-se alongamento dos troncos, produção antecipada e redução das más formações. www.energiaemconserva.com

Figura 4. Sistema de condução automática 350. com painel X30, volante elétrico AES-25 e recetor AGI-4

Figura 3. Laboratório do CITAB

Agrobótica · agosto / setembro / outubro 27

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JORNADAS IBÉRICAS “TECNOLOGIAS DE AGRICULTURA DE PRECISÃO EM MÁQUINAS AGRÍCOLAS” Por: Maria Luísa Ferrão

Q

uais são as vantagens da aplicação da agricultura de precisão numa exploração agrícola?

Será que se trata de um investimento ou de um custo para o agricultor? Até que ponto o aumento da produção depende da aplicação da tecnologia na agricultura? Será a agricultura de precisão o futuro da agricultura?

Estas foram algumas das questões levantadas pelos palestrantes presentes nas Jornadas Ibéricas, subordinadas ao tema “Tecnologias de agricultura de precisão em máquinas agrícolas”, uma organização da responsabilidade da Escola Superior Agrária de Elvas em parceria com a Universidade de Évora e com a Associação de Agricultores Ajasul, que decorreram em Évora, no passado mês de julho.

Parece consensual que a aplicação da agricultura de precisão, ou seja, a utilização de tecnologia sofisticada na atividade agrícola, reduz os custos de produção e, em consequência, aumenta o retorno económico nas explorações de uma forma sustentável. A utilização das tecnologias de informação permite fazer diagnósticos precisos das características do clima e do solo e, a partir dessa análise, o agricultor pode ajustar as práticas mais adequadas ao sucesso da cultura, comprometendo pouco o ambiente.

Segundo José Oliveira Peça, professor no Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Mediterrânicas da Universidade de Évora, estamos perante uma revolução da eficiência que consiste em tornar os equipamentos eficientes, devido à aplicação das tecnologias às máquinas que já estão no terreno. No entanto, esta forma sofisticada de fazer agricultura, desenvolvida sobretudo em países do norte e centro

28 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

A utilização das tecnologias de informação permite fazer diagnósticos precisos das características do clima e do solo e, a partir dessa análise, o agricultor pode ajustar as práticas mais adequadas ao sucesso da cultura, comprometendo pouco o ambiente.

da Europa e nos EUA, pode não ser a solução para toda a agricultura praticada no mundo e também em Portugal. Há que ter em conta diferentes fatores como o tipo de solos, a natureza do clima e o nível de qualificação da mão de obra.

Segundo Anacleto Pinheiro, professor do Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Mediterrânicas da Universidade de Évora, a agricultura de precisão praticada no mediterrâneo não tem os mesmos resultados da mesma agricultura praticada nos EUA. “Parece-me que o que condiciona a produção é o solo e o clima, e por isso, não podemos dizer aos agricultores do mediterrâneo que a aplicação da agricultura de precisão, por si só, lhes aumenta a produção”.

Anacleto Pinheiro acredita que o agricultor europeu, particularmente o do mediterrâneo, deve ter uma sensibilidade aguçada para ver, analisar, integrar e aplicar precisão na agricultura e na produção animal. O professor afirma que o investimento em tecnologia sofisticada só faz sentido se houver quem a utilize corretamente, e defende que têm que existir sinergias entre quem investiga, quem vende e quem utiliza. “A agricultura de precisão pode não ser económica. Temos sempre que analisar o custo/benefício”, afirma.

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Em países onde se prevê um acentuado crescimento populacional, como por exemplo na Índia, na China e em África, a prioridade é produzir mais quantidade e, para isso, é preciso mais terra disponível, mais inputs e mais potência aplicada na agricultura. Neste cenário, parece que falar em agricultura de precisão não faz muito sentido. Oliveira Peça defende que nestes países é necessário equipamento base, testado no ocidente, uma vez que há que produzir no local onde a população está a crescer. “ Já na Europa e nos EUA não há a necessidade de produzir mais, mas de produzir para garantir eficiência”, esclarece o professor.

Segundo o engenheiro e agricultor João Coimbra, há que ter maior capacidade em gerir os recursos na sua origem e fazer uma gestão de precisão, otimizando os recursos. “A gestão de precisão é o caminho e a agricultura de precisão vem como complemento”, afirma.

Ao longo das Jornadas Ibéricas foram apresentados cinco projetos, desenvolvidos no meio académico, e que visam enriquecer o terreno da agricultura de precisão. Foram eles: “a condução e monitorização de informação em tratores e máquinas agrícolas por GPS”; “tecnologias na gestão diferenciada da fertilização em pastagens”; “sensores de deteção proximal na avaliação da condutividade elétrica do solo e stress das culturas”; “robótica em máquinas agrícolas” e “drones – deteção remota,

uma ferramenta de apoio à decisão”. Houve ainda uma componente prática de demonstrações de campo de utilização de drones e de condução de tratores agrícolas assistida por GPS, que teve como objetivo mostrar e promover a tecnologia junto dos agricultores. Luís Conceição, professor na Escola Superior Agrária de Elvas, um dos responsáveis pela organização do evento, esclarece. “Estão aqui sete marcas com modelos portáteis (GPS) que podem ser adaptados e utilizados em qualquer veículo. Penso que este é um produto entendido pelo utilizador e não faltará muito tempo para que, pelo menos um dos tratores presentes nas explorações, esteja equipado com esta tecnologia”. Luís Conceição acredita que o entendimento e a utilização desta tecnologia requere uma mudança de paradigma por parte dos operadores e dos próprios agricultores e acrescenta que “há um conjunto de variáveis que nos obrigam a ir ao encontro destas soluções, como por exemplo, as questões ambientais e a necessidade de redução de custos nas explorações”.

Em suma, apesar da complexidade do tema, parece que a introdução de tecnologia nas máquinas agrícolas em determinados locais e nichos de produção permite poupar recursos ao agricultor, levando a um ganho económico e ambiental. Este pode ser o caminho para uma agricultura sustentável que deve chegar ao campo uma vez que é aí que o conhecimento faz falta.

Futuro Hoje

NOTÍCIAS COLHEITA AUTOMÁTICA DE MORANGO A Agrobot, empresa espanhola, presente para já no mercado daquele país e no norte-americano, foi pioneira no desenvolvimento de uma máquina de colheita para o morango economicamente viável. Uma máquina agrícola auto propulsionada, equipada com dezenas de manipuladores robóticos cartesianos. Suportada por sistemas de visão artificial, estes manipuladores podem apanhar

unicamente a fruta que corresponde aos standards de qualidade previamente definidos, sendo um dos pontos fortes a simplicidade na sua utilização. É um robot autónomo equipado com 20 braços robóticos capazes de trabalhar nas mais dificeis condições temporais. Conta com 2 assentos para operadores e pode colher 200-300 kilos de fruto por hora.

DESENVOLVIDO ROBOT AGRÍCOLA MOVIDO A ENERGIA SOLAR

Foi desenvolvido na Austrália, por investigadores da Universidade de Sidney, o “Ladybird”, um robot desenhado e construído especificamente para a indústria hortícola, equipado com um software que lhe permite exercer funções autonomamente, e lhe dá a capacidade de efetuar, no campo agrícola, funções de vigilância, mapeamento, classificação, categorização e deteção de diferentes vegetais e nivel de crescimento, detetando também espécies de pragas, sejam animais ou plantas.

O Professor Salah Sukkarieh, investigador da Universidade de Sidney, na Austrália, e líder do projeto, foi premiado com a distinção “Investigador do Ano” pela Associação da Indústria de Vegetais da Austrália (Ausveg) pelo seu trabalho no desenvolvimento de robots agrícolas, particularmente no Ladybird.

30 agosto / setembro / outubro · Agrobótica

“O Ladybird tem o seu foco em terrenos agrícolas e é movido a energia solar. Ele contempla sensores para a deteção do crescimento dos vegetais e espécies de pestes, sejam plantas ou animais. Tem ainda um braço robótico, com o propósito de remover ervas e tem também o potencial para a execução da colheita”, adianta o investigador.

A sua primeira experiência no terreno, num campo australiano, foi considerada um sucesso. O robot foi capaz de se movimentar autonomamente entre as linhas e de uma linha para a outra, enquanto reuniu informação através dos sensores. Estes sensores incluem lasers, câmeras e câmeras hiperespectrais.

O Robot foi carregado antes de ser colocado no terreno, localizado em Cowra (Austrália), que continha produção de cebola, beterraba e espinafres, e esteve operacional durante três dias consecutivos.

O Professor Salah Sukkarieh, refere que o seu grupo de trabalho procura redefinir áreas chave no campo da robótica, tais como a tecnologia sensorial, desenvolvimento de materiais e complexos mecanismos autónomos. Menciona ainda que a automatização nos processos operacionais na agricultura estão destinados a desempenhar um papel decisivo do setor, permitindo minimizar os recursos usados e maximizar a produtividade da agricultura de futuro. A automação contribuirá para o aumento da eficiência e produção, substituindo muitas das tarefas manuais por ferramentas robóticas agrícolas especializadas.