Texto: Agência FAPESP*
Uma nova versão do sensor IGstat foi finalizada pela Embrapa Instrumentação e já está à disposição dos agricultores, ajudando a aumentar a produtividade e a reduzir o consumo de energia e de água, tanto em ambientes protegidos como em campo aberto. A Embrapa Instrumentação é uma das unidades de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária e está localizada no município de São Carlos.
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. 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 irrigação.
Desenvolvido em parceria com a empresa Tecnicer Tecnologia Cerâmica e comercializado pela startup Pitaya Irrigação, ambas localizadas em São Carlos, o sensor tem a vantagem de irrigar mesmo na ausência de informações técnicas específicas sobre os tipos de solo e lâminas de irrigação definidas pelos coeficientes de cultura como evapotranspiração por cultura e região.
O sensor tem patentes no Brasil e Estados Unidos e pode ser produzido com diferentes especificações e preços, conforme a aplicação, e atender a agricultores de horticultura, fruticultura, floricultura, cereais e culturas anuais em geral, além de poder ser utilizado em vários 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 em campo, em qualquer bioma brasileiro.
Os estudos para aperfeiçoar o sensor IGstat contaram com apoio da FAPESP.
Avanços tecnológicos
A maioria dos sensores disponíveis no mercado para medir a umidade do solo é importada e tem custo elevado. De fabricação nacional, o sensor IGstat é 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 solenoides e software de controle. Além disso, foram implementadas melhorias na robustez e confiabilidade do controlador Irriga Fácil, incluindo aprimoramentos no regulador de pressão de ar, pressostato e temporizador programável”, conta o pesquisador da Embrapa Instrumentação Carlos Manoel Pedro Vaz, coordenador da pesquisa.
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.
O IGstat é usado para controlar ou indicar a necessidade de irrigação automática de quatro tecnologias: Rega Vaso, para irrigação 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.
Como funciona
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 crítica para determinada cultura, o ar passa pelo sensor, causando uma diminuição da pressão na mangueira. “Em seguida, um pressostato envia um sinal elétrico para acionar a bomba de irrigação. O desligamento ocorre também 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 irrigação”, 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 – 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. Em 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 satisfatórios comparados à irrigação 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, verificou-se perda de água por drenagem pelos vasos. Ou seja, a irrigação foi excessiva, em alguns momentos”, avaliou o pesquisador.
Além da economia de água, a fazenda também observou uma diminuição significativa no consumo de energia com sensor acoplado ao aparelho Irriga Digital. A redução foi de mais de 65%, com queda no consumo de cerca de R$ 9 mil para R$ 3 mil, mensalmente.
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 irrigação e as medições continuam ocorrendo, sem perda de dados.
* Com informações da Embrapa.