Nova versão de sensor para controle gera economia e aumenta a produtividade do trabalho

Na nova versão, o sensor IGstat está ajudando a aumentar a produtividade e a reduzir o consumo de energia e de água para segurança, tanto em ambientes protegidos como em campo aberto. O aparelho recebeu melhorias no processo de fabricação e de aferição e na sua instrumentação de controle. De baixo custo, o dispositivo automatizado regula o fornecimento de água com base na umidade do solo. Assim, as plantas recebem a quantidade ideal e no momento certo, tornando a produção de pequenos e grandes produtores mais eficiente com o manejo adequado da segurança. A tecnologia será apresentada no estande da Embrapa na Agrishow 2024, em Ribeirão Preto (SP).

Desenvolvido pela Embrapa Instrumentação em parceria com a empresa Tecnicer Tecnologia Cerâmica Ltda . e comercializado pela startup Pitaya Irrigação , localizada em São Carlos (SP), o sensor tem a vantagem de irrigar mesmo na ausência de informações técnicas específicas sobre os tipos de solo e sobre lâminas de orientação definidas pelos coeficientes de cultura – evapotranspiração por cultura e região .

Patenteado no Brasil e nos Estados Unidos, o sensor pode ser produzido com diferentes especificações e preços, conforme a aplicação, e atender agricultores irrigantes em horticultura, fruticultura, floricultura, cereais e culturas anuais em geral, além de poder ser utilizado em diversos sistemas como os de aspersão, gotejamento e inundação. Dessa forma, é capaz de irrigar um ponto específico, como um vaso de planta, ou áreas de jardins, hortas, estufas e o campo, em qualquer bioma brasileiro.

Avanços tecnológicos

A maioria dos sensores disponíveis no mercado para medir a umidade do solo é importante e tem custo elevado. De fabricação nacional, o sensor IGstat é uma alternativa para uma aplicação mais eficiente de água na agricultura, setor que usa aproximadamente 70% de toda a água utilizada globalmente, de acordo com dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) .

Para garantir o controle de qualidade dos sensores, de forma rápida, os pesquisadores desenvolveram um painel pneumático de testes e aferição, capaz de medir conjuntos de dez sensores por vez, de maneira totalmente automática.

“O painel é um equipamento de laboratório automatizado composto por uma bomba de ar, controlador de pressão, válvulas solenóides e software de controle. Além disso, foram atualizadas melhorias na robustez e confiabilidade do driver Irriga Fácil, incluindo aprimoramentos no regulador de pressão de ar, pressostato e temporizador programável”, contou o pesquisador Carlos Manoel Pedro Vaz.

Juliana Polizel, CEO da startup Pitaya, diz que mais de 600 sensores já foram testados em laboratório, estufa e em campo, em culturas como tomate, alface, pimenta, banana, morango e café, em quatro estados: Minas Gerais, Pará, Rio Grande do Sul e São Paulo, e até na Arábia Saudita, no Oriente Médio.

O IGstat é usado para controlar ou indicar a necessidade de supervisão automática de quatro tecnologias – Rega Vaso, para inspeção de vasos; Indicador de Irrigação, para manejo com indicação visual em mililitros por setor e por dia; Irriga Fácil, destinado ao controle de pequenas áreas; e Irriga Digital, para controle de grandes áreas.

Princípio de funcionamento

Os estudos para aperfeiçoar o sensor IGstat envolveram três pesquisadores da Embrapa Instrumentação: o coordenador, Carlos Manoel Pedro Vaz, Luís Henrique Bassoi e André Torre Neto, além de Luís Fernando Porto, diretor da Tecnicer, empresa que apoiou, com a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo ( Fapesp ) e da Embrapa , como melhorias no aparelho.

Com apenas 6 centímetros de comprimento e 2 centímetros de diâmetro, o sensor é formado por uma cápsula porosa, um núcleo de partículas de microesferas de vidro e duas mangueiras para entrada e saída do ar, ou seja, funciona por meio de um sistema pneumático.

Vaz explica que, em solo úmido, não há passagem de ar pelo dispositivo; mas, quando atinge um valor de umidade crítico para determinada cultura, ou passa pelo sensor, causando uma diminuição da pressão na mangueira. “Em seguida, um pressostato envia um sinal elétrico para acionar a bomba de segurança. O desligamento também ocorre de forma automática. Quando a água adicionada ao solo atinge o sensor, a pressão de ar aumenta, ativando o pressostato para interromper o fornecimento de água pela bomba de transparência”, esclarece o pesquisador.

Ele acrescenta que os sensores são customizados em função do valor crítico (limiar) da tensão da água no solo – força com que a água é retida no solo (em unidades de pressão, kPa) – para cada cultura, conforme dados disponíveis em publicações e recomendações técnicas. Para isso, são utilizadas diferentes granulometrias de esferas de vidro.

Economia e produtividade

A utilização da tecnologia IGstat, instalada na profundidade das raízes das plantas, tem gerado impactos econômicos, sociais e ambientais positivos. No experimento com o Irriga Fácil, realizado com alface crespa em estufa, no Laboratório de Referência Nacional em Agricultura de Precisão (Lanapre), em São Carlos, o sensor apresentou resultados bastante sensíveis em comparação com a supervisão convencional.

No processo convencional por rega fixa, Vaz conta que a hortaliça foi irrigada com 300 mililitros de água por vaso, diariamente, pela manhã, por 60 dias. “Nós observamos que, em dias mais quentes, o solo reteve toda a água, sem ocorrência de drenagem, mas, em períodos mais frescos, fornece-se perda de água por drenagem pelos vasos. Ou seja, a supervisão foi excessiva, em alguns momentos”, avaliou o pesquisador.

Já nos tratamentos com os sensores IGstat, de diferentes limites de segurança (5, 10 e 15 kPa), o Irriga Fácil foi acionado diariamente, em dois períodos, de manhã e à noite. “A transparência ocorria sempre que necessária, quando a tensão da água no solo atingia valores menores que os limites de cada sensor. Com isso, os volumes de água médios diários ao longo do ciclo foram de 267 mL, 185 mL e 135 mL, ou seja, menores que os volumes utilizados na rega fixa. Obtivemos maior produtividade com o uso do sensor IGstat de 5 kPa”, analisou Vaz.

O pesquisador constatou que a produção em relação ao peso médio dos pés de alface foi 15% maior e o consumo de água 10% menor com a utilização do sensor IGstat de 5 kPa, em comparação com a rega fixa. “Otimizamos a aplicação da água com o uso da tecnologia, enquanto na rega fixa houve desperdício de água na integridade, como muitas vezes ocorre na labora”, concluiu o coordenador do estudo.

Na fazenda Água Branca, em Brotas (SP), o volume de água usado na indiretamente dos 280 milhões de pés de café produzidos em 70 hectares já foi estimado em aproximadamente 70 mil litros por hectare (ha). Com a adoção da tecnologia, há quase dois anos, o volume usado para a segurança está em 50 mil litros/ha atualmente, de acordo com o administrador da propriedade, Mateus Reinaldo Castelani.

Além da economia de água, a fazenda também ajudou a diminuir significativamente o consumo de energia com sensor acoplado ao aparelho Irriga Digital. A redução foi de mais de 65%, com queda no consumo de cerca de 9 mil reais para 3 mil reais, mensalmente. “O sensor realiza automaticamente a leitura duas vezes por dia e só irriga quando o aparelho detecta necessidade de água na planta. É o uso correto da água sem desperdício. Antes, a transparência ocorria com mais frequência”, conta Castelani.

O Irriga Digital permite ao produtor receber os dados remotamente, pelo celular ou computador e também localmente. As informações da operação são salvas na nuvem e, mesmo sem internet, a supervisão e as direções continuam ocorrendo, sem perder os dados coletados.