Você provavelmente já ouviu falar bastante no conceito de 4.0 na agricultura. Geralmente esse assunto chega com uma atmosfera de filme de ficção científica, em que máquinas inteligentes dominam os processos produtivos com muito mais habilidade e acerto do que seres humanos, trazendo uma proposta completamente diferente do que estamos acostumados a ver no dia a dia.

Mas será que tudo isso é realmente possível ou se trata realmente apenas de ficção?

Na matéria desta semana vamos responder essa pergunta, trazendo algumas operações que seguem o conceito 4.0 no agronegócio. Também vamos dar uma perspectiva do que o Brasil pode esperar desse novo conceito tecnológico.

A revolução 4.0 no agro é possível ou tudo se trata de ficção científica?

Agro 4.0

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A resposta é: Sim, é possível! Aliás, esse processo de mudança nos sistemas produtivos já se iniciou há alguns anos e, com o avanço nas diferentes áreas da ciência, principalmente na engenharia de computação, a tendência é que as barreiras atuais sejam rapidamente superadas e que muito em breve vejamos muito mais sistemas agrícolas totalmente automatizados.

Isso significa o mínimo de intervenções humanas, pelo menos dentro das áreas produtivas. Seja nas operações mecanizadas, seja na avaliação de nutrientes nas plantas e nos solos, no manejo da irrigação e principalmente na gestão dos sistemas agrícolas, a tendência é que tudo seja observado e gerenciado por máquinas.

As primeiras aplicações de tecnologias compatíveis com o conceito 4.0 apareceram no campo a pouco mais de uma década, com a utilização do Sistema de Posicionamento Global como uma forma de orientar o deslocamento das máquinas agrícolas. Elas comandavam operações de cultivo, como adubação e aplicação de insumos, aumentando suas precisões e reduzindo custos.

Porém, não é qualquer processo de automatização que se enquadra no conceito 4.0. Ele segue algumas diretrizes tecnológicas próprias, definidas pelas novas oportunidades de centralizar a gestão da cadeia produtiva proporcionada pelas fronteiras tecnológicas atuais do século XXI.

O que realmente significa Agro 4.0 ?

Agro 4.0

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Por ser um assunto instigante que desperta a imaginação, algumas ideias errôneas podem aparecer quando o assunto é o Agro 4.0.

Algumas pessoas podem pensar que se trata de novas plantas super produtivas, a “invenção” de novos organismos para aplicação no controle biológico de pragas ou mesmo robôs que vão fazer as plantas se tornarem exorbitantemente mais produtivas. Esses são alguns dos milhares de exemplos de ideias que as pessoas geralmente criam ao ouvir os primeiros comentários a respeito desse conceito.

Porém, não se trata de nada disso! O conceito 4.0 é universal e se aplica a qualquer sistema produtivo, tendo nascido nas indústrias após o período de estabilização da chamada Indústria 3.0.

O termo 3.0 remetia à revolução causada pela automatização dos processos produtivos, utilizando a computação para programar máquinas para realizarem tarefas repetitivas. Porém, eram tarefas mais refinadas do que simplesmente cortar ou dobrar barras de ferro de um modo único, por exemplo.

Entretanto, ainda assim as máquinas que eram programadas para executar determinada tarefa só mudavam sua atuação caso recebessem uma nova programação, exigindo uma gestão humana constante do sistema produtivo.

Já no conceito 4.0, as máquinas possuem sensores que as permite captar dados do ambiente em tempo real.  Dessa forma, passam a interagir com o ambiente externo seguindo as diretrizes de um sistema produtivo, trocando informações constantemente com a central da gestão do sistema.

Essa é outra grande mudança proposta pelo conceito 4.0, a gestão da cadeia centralizada em uma inteligência artificial, que processa os dados recebidos pelos sensores das máquinas, resultando em um comando de ação que direciona as máquinas para o melhor rendimento possível, dadas as condições enfrentadas no momento.

Em resumo, as modificações que pode-se esperar com a ascensão do conceito 4.0 são: a presença de uma infinidade de robôs no campo, com diferentes formas e funções, operações tratorizadas não tripuladas (já é uma realidade há alguns anos), operações de manejo específicas para micro localizações dentro dos talhões, e por isso mais eficientes, uso mais eficiente da água e insumos, aumento da produtividade e redução dos custos de produção, trazendo a oportunidade de redução no preço dos alimentos.

Até aqui, falamos de modo sucinto sobre o que realmente esperar quando pensamos em um Agro 4.0. Porém, você possa estar se perguntando: Mas e os drones? São um dos principais atores da cena atual do Agro 4.0, mas não foram citados no texto ainda!

Se isso passou pela sua cabeça, foi uma dúvida muito pertinente pois os drones realmente têm um papel central no conceito 4.0 e merecem uma atenção especial para eles.

Porque os drones têm papel garantido no Agro 4.0?

Agro 4.0

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Ágeis, versáteis e de dimensões reduzidas em relação aos demais maquinários agrícolas, os drones já participam faz anos de uma diversidade de sistemas agrícolas.

Eles chegaram para fazer diferença na agricultura, seja para fazer pulverizações, mapeamentos, auxiliar em tarefas diárias de acompanhamento. Também servem para estimar a futura produtividade, acompanhar o estresse hídrico das plantas, ataque de pragas e doenças e qualquer outro acompanhamento necessário. Essas máquinas chegaram para ficar. Se encaixam perfeitamente no Agro 4.0, sendo peças chave principalmente para um item de extrema importância deste conceito.

Como dito anteriormente, o conceito 4.0 remete à ideia de gestão dos sistemas por uma inteligência artificial que processa dados obtidos por sensores no ambiente produtivo. O perfil flexível, a agilidade e a facilidade de operação destas máquinas as torna excelentes embarcações de diferentes sensores de captação dados do campo para serem enviados à central de processamento.

Um modelo de sistema de produção Agro 4.0

Agro 4.0

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Vamos imaginar um modelo simples de produção 4.0. Esse sistema será composto por um trator agrícola, que faz o preparo do solo, a semeadura, os tratos culturais e a colheita, um sensor de umidade no solo, o equipamento de irrigação, um drone com sensores multiespectrais e um sistema central de gestão automatizada, ou seja, uma inteligência artificial que se conecta com cada item descrito por meio de internet. A seguir, vamos exemplificar como seria a rotina em um ambiente tecnológico como esse.

Em um dia normal de atividades, o drone decola para fazer monitoramentos diversos sobre as condições dos cultivos. Usando sua câmera multiespectral, ele consegue quantificar o índice de cobertura foliar do cultivo e a inteligência artificial consegue determinar se o valor encontrado está de acordo com o esperado para o estágio de desenvolvimento da cultura.

Ao detectar uma região com índice vegetativo abaixo do esperado, e cruzar essa informação com outros dados do cultivo, o sistema de gestão central determina que compensa acionar o trator para que este realize uma adubação localizada naquela área e em mais algumas outras apontadas pelo drone.

Enquanto isso, com o passar das horas, o sol esquenta e o calor aumenta, as plantas passaram a transpirar mais e o solo também começa a perder água pela evaporação.

O sensor de umidade no solo é consultado constantemente pelo sistema de gestão, que passa a perceber a redução da umidade do solo. Analisando esse dado, em conjunto com outros obtidos a partir de bancos de dados climáticos, o sistema de gestão decide que compensa ativar o mecanismo de irrigação por duas horas, ou quando o sensor de umidade detectar a umidade ideal.

Enquanto a adubação de precisão era realizada, o drone continuou sua rotina de monitoramento e encontrou alguns focos localizados de ataque de ácaros, usando seu sensor multiespectral.

Esses dados foram transferidos para o sistema central de gestão, que cruzou essa informação com a localização geográfica e banco de dados de monitoramento de pragas. O sistema então estimou a espécie da praga e gerou uma sugestão de controle químico, que foi devidamente avaliada e aprovada pelo Eng. Agrônomo responsável.

Então, automaticamente, o drone é desta vez equipado com um tanque pulverizador, iniciou a operação de pulverização localizada nos pontos de presença inicial do ácaros, impedindo um surto populacional, a necessidade de aplicação de defensivos em área total. Isso reduziu o impacto ambiental e o custo de produção.

Limitações atuais do Agro 4.0

Agro 4.0

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A chegada dessa revolução já deixou de ser uma tendência para se tornar realidade.

Principalmente para os cultivos de grandes áreas como grãos, cereais e cana-de-açúcar, o Agro 4.0 já é a base de sistemas produtivos no Brasil e no mundo.

Quanto mais itens são inseridos nos sistemas 4.0, mais complexa fica a gestão. O grande limitante atual é a capacidade computacional, para digerir tantos dados praticamente de modo instantâneo.

Porém, a partir dos últimos 3 anos, as engenharias de computação e de dados tem aumentado essa capacidade de modo incrível. Isso mostra que existe uma perspectiva crescente de aumento desta capacidade, deixando em breve, de ser um fator limitante.

Outro fator que até recentemente era considerado limitante é a conexão com a internet. Principalmente quando falamos em áreas agrícolas, que na sua grande maioria são isoladas dos serviços de internet dos centros urbanos.

Esse déficit tende a ser suprido no curto prazo com a cobertura do sinal 5G em praticamente todos os pontos do planeta terra, por serem providos por uma constelação de satélites orbitando o planeta. Ele são capazes de levar sinal de internet de altíssima qualidade mesmo para o meio de um deserto.

Logo, todas as áreas do conhecimento são de extrema importância para o conceito 4.0. Uma nova demanda de mão-de-obra tende a ser gerada, para dar todo o suporte para as infinitas possibilidades de aprimoramento dos sistemas, conectando sensores, máquinas e inteligências artificiais.

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