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A crescente expectativa da aplicação de IoT na agricultura pode ser percebida tanto pelo entusiasmo das publicações especializadas quanto pelo grande número de empresas criadas para desenvolver sensores e aplicar novas tecnologias para a comunicação no campo.
A agricultura foi uma das primeiras atividades humanas a sofrerem transformações pela tecnologia. A Internet das Coisas, potencialmente, oferece mais um grande avanço, num salto diferenciado. No encontro Bits, The New York Times – A Internet das Coisas e o Futuro da Agricultura – 2015/08/03, a progressão da agricultura foi apresentada em três etapas.
A primeira, a agricultura pré-industrial – que datava de antes de Cristo até cerca de 1920 – consistia em uma agricultura de subsistência, essencialmente intensiva em mão-de-obra, em pequenas fazendas, que necessitava de dois acres para alimentar uma pessoa.
No segundo estágio, o da agricultura industrial – de 1920 a 2010 – tratores e colheitadeiras, fertilizantes químicos e ciência de sementes abriram caminho para grandes fazendas comerciais. O resultado foi um grande ganho em produtividade, com um acre alimentando cinco pessoas.
O terceiro estágio – que tem sido chamado de “Agricultura 4.0” – está apenas começando e envolve a exploração de dados de várias fontes: sensores em equipamentos e plantas agrícolas, ferramentas de monitoramento ambiental, imagens de rastreamento no tempo da plantação, desenvolvimento de modelos para melhor aproveitamento do solo, água, fertilizantes e agrotóxicos, tudo isso visando maximizar a produtividade das culturas e, ao mesmo tempo, garantir a sustentabilidade agrícola, com mínimo desperdício e sem ameaças ao meio ambiente. Em um futuro próximo, o uso de água e fertilizantes poderá ser medido e monitorado em detalhes, possivelmente até em uma base de planta por planta.
“O terceiro estágio – que tem sido chamado de Agricultura 4.0 – está apenas começando e envolve a exploração de dados de várias fontes”
O Brasil é uma grande potência agrícola e um dos mais importantes fatores de destaque do agronegócio consiste no aumento de produtividade em cerca de 300%, num período de 20 anos, onde a expansão da área produtiva foi de apenas 25% [IBGE/CONAB/Agrianual, 2008]. Entretanto, muito ainda precisa ser feito para atender a um crescimento da população mundial estimado em 9,2 bilhões de habitantes até 2050, que irá demandar um aumento aproximado de 70% da produção de alimentos, fibras e culturas bioenergéticas em nível mundial [UN DESA, 2009].
Soluções tecnológicas potencializam o aumento de produtividade das culturas e viabiliza maior eficiência no uso dos recursos naturais, solo e água, o que demanda o desenvolvimento de plataformas de gestão compartilhada que promovam a conectividade de dados do campo em tempo real e a integração de informações para o incremento do conhecimento agronômico.
Ao aplicar tecnologias avançadas na produção agrícola, os agricultores são capazes de medir e gerir a variabilidade das culturas no campo. Equipamentos, sensores e controladores conectados estão sendo implantados em fazendas em todo o mundo, viabilizando aumento da eficiência, melhor rendimento e maior quantidade da produção, e ainda, minimizando o impacto ambiental e o consumo energético.
Cenário nacional – A agricultura tem desempenhado um papel importante na economia brasileira e, embora represente apenas 5% do produto interno bruto (PIB) do país, é extremamente importante como gerador de renda, emprego e divisas. O setor agrícola apresenta uma forte dicotomia: a maior parte de seu dinamismo é criada pela agricultura corporativa, e a agricultura de pequena escala ainda é caracterizada por baixo dinamismo econômico; já a agricultura familiar, além do baixo dinamismo econômico, é caracterizada pela alta incidência de pobreza. No entanto, a agricultura de pequena escala compreende 85% das unidades de produção agrícola e 70% da produção de alimentos básicos do país, empregando três quartos da força de trabalho agrícola, representando o foco do presente projeto.
Desafios tecnológicos – Existem potencialmente, três barreiras para a adoção da IoT na agricultura: incompatibilidade dos equipamentos, falta de infraestrutura e falta de técnicos com habilidades específicas para utilizar as novas tecnologias.
O primeiro problema é a ausência de padrões: ainda não existe um vencedor para a interpretação de dados dos diversos componentes e a conexão entre eles. Este é sempre um problema nas tecnologias emergentes, mas um esforço deve ser feito no sentido de obter um framework aberto que permita interoperabilidade e segurança. Plataformas competitivas e diferentes infraestruturas surgem para formar as arquiteturas de IoT.
“Existem potencialmente, três barreiras para a adoção da IoT na agricultura: incompatibilidade dos equipamentos, falta de infraestrutura e falta de técnicos com habilidades específicas”
Conectividade é um significante obstáculo para a implementação da tecnologia no campo. O acesso à Internet é muito restrito e, na maioria dos casos inexistente, por conta da localização das propriedades rurais em áreas remotas. Satélites têm se apresentado como uma solução para aplicações de banda larga e até como backbone de soluções de baixo custo. As redes de baixa potência (LPWAN) têm se apresentado como potencial solução, em casos de IoT, para atender comunicação em baixas taxas e constituir as redes de sensores.
Maquinário agrícola mais sofisticado combinado com tecnologias digitais exigirá novas expertises técnicas. Os agrônomos serão exigidos a trabalhar com coleta e análise de dados para tomar decisões baseadas no melhor aconselhamento para tratamento da terra e da cultura.
O presente projeto trata da implantação de dois pilotos que, trabalhados em conjunto, fortalecerão a adoção de novas tecnologias e propiciarão o uso de informações tecnológicas que também poderão ser disponibilizadas, de forma simples e amigável, para pequenos produtores.