Os avanços da Agricultura 4.0

A 2ª Edição Anual do SFColab – Fórum Agricultura 4.0, desta vez sob a forma de evento digital, foi o mote para partilhar os últimos avanços da agricultura digital e como a sua aplicação poderá contribuir para a estratégia do Prado ao Prato.

Cátia Pinto, do SFColab, agiu enquanto moderadora do evento, que se iniciou com uma breve introdução de Raquel Luz, substituta da vereadora da Câmara Municipal de Torres Vedras, Laura Rodrigues. «Há uma necessidade cada vez maior de aproximar o conhecimento do saber fazer», começou por explicar. Após uma apresentação geral da criação do Smart Farm Colab, onde recordou a inauguração das instalações do dia anterior, a representante da vereadora apresentou a produção agrícola de Torres Vedras, o maior produtor de vinho à escala nacional.

Raquel Luz aproveitou para destacar que «o setor agrícola cada vez precisa de mais recursos humanos» e que é objetivo da Câmara ajudar a «desenvolver soluções inovadoras, que gerem contributo para as empresas», acreditando que a formação do SFColab foi um passo importante para «impulsionar a digitalização da agricultura».

O Smart Farm Colab

Cátia Pinto, moderadora do evento, apresentou o laboratório, que tem como objetivo «contribuir para melhorar o setor agroalimentar e agrícola». A organização privada sem fins lucrativos, voltada para a investigação aplicada (TRL5-8) e serviços para a digitalização da agricultura, foca-se na criação de sistemas de decisão inteligentes; automação e robotização; veículos autónomos e plataformas digitais inteligentes e integrativas.

O Smart Farm Colab (SFColab) é um laboratório colaborativo para a Inovação Digital na Agricultura, aprovado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), e com missão de disseminar o uso da agricultura digital e gerar soluções digitais inovadoras e automatizadas para o sector agrícola ao longo da sua cadeia de valor, para maximizar o valor acrescentado de produtos nacionais de horticultura, fruticultura e viticultura, com enfase na região Oeste de Portugal.

Este laboratório tem parcerias com 17 outras instituições, incluindo várias universidades públicas, aumentando a informação disponível aos agricultores, aumentando a produtividade, a rentabilidade, atraindo os mais jovens e criando, cada vez mais, emprego qualificado na agricultura.

Neste momento, o SFColab conta como parceiros a Câmara Municipal de Torres Vedras, a Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCT), o INIAV, a Faculdade de ciências da Universidade de Lisboa, o Instituto Politécnico de Leiria, o ISCTE e a Escola Profissional Agrícola Fernando Barros Leal. Ao nível das empresas, os parceiros são a Tomix, o COTHN, a Stagric, a Optimize Planet, a Luís Vicente, a SGS, a Impact Wave, a Quinta do Pinto, a Paulo Duarte Transportes e a Adega Cooperativa São Mamede da Ventosa.

O projeto conta com seis vertentes chaves, que se relacionam com a eficiente utilização de recursos e dos equipamentos, focando-se no controlo e monitorização, no produto, nos sistemas de decisão e no desenvolvimento sócio-turismo. O foco recai em três fileiras agrícolas principais, essenciais para a região do Oeste, nomeadamente na horticultura, fruticultura e viticultura. O objetivo é conseguir uma maior produção, qualidade e maior sustentabilidade.

A visão do Smart Farm Colab foca-se em gerar conhecimento e soluções de acordo com a escalabilidade global, isto no âmbito da robótica, IoT, sistemas de apoio à decisão e machine learning.

Em seguida, a ministra da Agricultura, Maria do Céu Antunes, participou na sessão, a partir de um vídeo previamente gravado, onde destacou a resiliência do setor face à pandemia da Covid-19 e a importância que a transição para a digitalização carrega atualmente, mencionando a Agenda de Inovação que será brevemente apresentada pelo Ministério da Agricultura.

Novas tecnologias ao nível dos sensores e do IoT

José Silvestre, investigador do INIAV, apresentou as mais recentes tecnologiasao nível dos sensores e do IoT, uma das áreas de interesse e foco do SFColab. O primeiro orador do evento começou por destacar que «os consumidores estão muito preocupados com o que comem, mas também com os aspetos ambientais, daí que seja forçoso melhorar o sistema agroalimentar que temos que não é, de certo, o mais sustentável», acrescentando, na sequência, que «no futuro, vamos ter que produzir mais, mas a expansão geográfica não é opção», isto devido à questão ambiental.

Atualmente, torna-se essencial «tirar o melhor partido do que já temos disponível hoje, focando-se na democratização no acesso aos pequenos produtores», que devem ser capazes de aceder a estas novas tecnologias, daí a criação de sensores de baixo custo. «Importa realçar que os dados e o conhecimento vão ser os bens fundamentais centrais neste século e temos que arranjar formas de capacitar o nosso setor para usar estes dados».

No âmbito da deteção remota, José Silvestre apresentou os satélites, em que o tempo de revisitação e a resolução são cada vez menos um problema. Contudo, afirma que «estamos ainda longe de tirar partido de todas as potencialidades da informação disponível.

Em seguida apresentou os HAPS, pseudo satélites de alta atitude, que se encontram em desenvolvimento, sendo semelhantes a um dirigível. Beneficiam de um elevado pay load, dados em contínuo sobre uma determinada região. «Imaginem uma estrutura destas a monitorizar a estrutura do Alqueva. Ao fim do ano, seria possível muita informação», exemplificou. José Silvestre abordou, ainda, a expansão dos já conhecidos drones, com autonomia e pay load cada vez maiores.

No âmbito da elevada perfomance, o investigador mencionou as câmaras hiperespectrais, que podem detetar doenças; stresses hídricos e de nutrientes; propriedades dos solos; qualidade e maturação dos frutos; composição química; deteção de impurezas e contaminanes microbianos; entre outros. Atualmente, no SFColab está a desenvolver-se uma espectroscopia de ruptura induzida por laser (LIBS); ressonância magnética nuclear (RMN) e a espectrometria de fluorescência de raios-X (XRF).

Para definir sensor de baixo custo, José Silvestre explicou que estes são de fabrico simples, com técnicas disponíveis para domínio público e que os elementos que os compõem são de fácil aquisição. Deve existir uma instalação simples e operacionalidade e uma maior utilidade, isto devido à possibilidade de implementar em grandes quantidades. São facilmente compatíveis com a IoT e podem ser otimizados, modificados e feitos sob medida.

«Permitir a inclusão dos pequenos agricultores na agricultura 4.0» é o essencial, explicou. «O ponto fundamental é permitir a democratização destes sensores, que também são importantes para as grandes explorações, porque temos vários tipos de solo, de culturas, entre outros, daí, do nosso ponto de vista, ser preferível investir numa instalação alargada».

Podem existir diversos tipos de sensores, entre os quais os de distância, temperatur e humidade do solo, pesagem, monitorização de temperatura e humidade, dióxido de carbono e fuxo do ar e água. Para um melhor funcionamento destas tecnologias, são necesárias redes de comunicação viáveis.

Digitalização e BIG DATA na agricultura

Ricardo Cardoso, da Agrozapp, começou por explicar que a empresa faz a ligação entre a parte cientifica e a parte comercial. Em seguida, apresentou a definição de machine learning e BIG DATA. Machine learning consiste num tipo de inteligência artificial que permite que as aplicações de software sejam bastante precisas na previsão de resultados, mesmo sem serem expressamentes programadas para tal. Já para explicar o conceito de Big Data, podemos falar no ato de recolher, integrar, armazenar e processar quantidades massivas de dados para extraior indormação útil através dos mecanismos analíticos.

Segundo o orador, «informação é poder e é com base na informação que se devem tomar decisões». É importante que os produtores comecem a recolher mais informação, pois o ser humano não a consegue processar em tempo útil, mas as máquinas, os softwares e as ferramentas analíticas sim.

Os computadores vieram ajudar a guardar e estruturar grandes volumes de dados; pesquisar e analisar mais facilmente a informação e tornar a informação sempre disponível. Já um smartphone com internet no bolso permite-nos um acesso rápido a diferente aplicações e dashboards; grande capacidade de computação; facilidade de registo e cruzamento de informação; acesso a instruções ou recomendações e trabalho em equipa com workflows distribuídos. «Se cada um fizer o seu papel, não custa e conseguimos ter um processo de rastreabilidade rápido e que nos permite ter o passaporte que explica o que aconteceu».

Sobre os desafios que ainda se enfrentam, o orador acredita que ainda existe falta de informação na agricultura, porque ainda não há muitos produtores a recolhê-la, principalmente de forma estruturada. Existe uma «falta de hábitos de registo, independentemente da tecnologia que já existe e facilita o processo», estando várias empresas a «duplicar esforços», algo que o laboratório quer combater a partir da reunião dessas informações.

«Há outra coisa que infelizmente ainda acontece, na agricultura mais pequena, em que ou se faz as coisas porque o vizinho faz, ou porque sempre fizeram assim e acham que não precisam de mais», explica, apontando que não existe uma correta perceção do retorno que se pode obter, que pode conduzir «a ter ou não ter uma boa colheita», entre outros.

O engenheiro terminou a sua apresentação ao apresentar as novidades digitais da Agrozapp, nomeadamente redes wireless de sensores ambientais; indicadores biométricos e nutricionais; observações de campo; análises laboratoriais; sistemas avançados de previsão metereológica; imagens e metadados de satélites SAR e MSI; ensemble de modelos para revisão de risco; inferência bayesiana no potencial produtivo; análise de padrões de pesquisa da comunidade e sistemas de machine learning e Big Data. Conclui, ainda, a apelar a que as empresas guardem a sua informação.

As vantagens da digitalização da agricultura

Carmo Martins, secretária-geral do COTHN, apresentou as as vantagens para os produtores da digitalização da agricultura. A investigadora destacou que «é importante perceber que os produtores querem continuar a produzir. Os produtores são os primeiros interessados em perservar os recursos, porque essa é a sua base de trabalho». Nesse âmbito, é essencial compreender as oportunidades que o laboratório colaborativo pode proporcionar.

A investigadora abordou a recente estratégia Do Prado ao Prato e os desafios que com esta surgem, como a exigência da redução em 50% do uso de produtos fitofarmacêuticos, que é uma meta que está em cima da mesa e tem um impacto na produção. Existe ainda o objetivo da redução de perda de nutrientes em pelo menos 50%, assegurando que não exista deterioração da fertilidade dos solos, bem como a redução em 50% da utilização dos fertilizantes. Carmo Martins falou ainda do acesso à banda larga, que é algo que tem que ser garantido para os pequenos agricultores conseguirem beneficiar das novas tecnologias.

E como é que a agricultura de precisão nos pode ajudar a atingir estes objetivos? Segundo Carmo Martins, para atingir a redução em 50% da utilização dos fitofarmacêuticos, existem pontos fulcrais, entre os quais os equipamentos de aplicação; os modelos de apoio à decisão; a aplicação variável e os sistemas de monitorização inteligentes. Tudo isto, atuando em conjunto, poderá conduzir à concretização do objetivo.

«É muito importante que a produção esteja envolvida no desenvolvimento destes projetos e os Grupos Operacionais são uma boa forma», afirmou. A secretária-geral do COTHN apresentou os exemplos de projetos com aplicabilidade prática no Grupo Operacional PrunusBot, onde está a ser utilizado um sistema robótico áreo autónomo de pulverização controlada e previsão de produção frutícola.

Para a redução do uso dos fertilizantes, a investigadora apontou a aplicação variável; a modelação das necessidades; os sistemas de reutilização e os equipamentos de aplicação. A título de exemplo, Carmo Martins explicou as ferramentas expeditas que dotam os agentes económicos com a capacidade para detetar limitações do solo e os modelos de recomendação de fertilização.

A secretária-geral do COTHN terminou a sua apresentação ao referir as oportunidades que a agricultura 4.0 providencia aos produtores, nomeadamente no âmbito dos regimes ecológicos, no apoio à demonstração, no apoio à formação e capacitação e no apoio à investigação e serviços.

Valorização da inovação e conhecimento na agricultura digital

O investigador do SFColab, José Barata, realizou a última apresentação da tarde, onde abordou a questão de valorização da inovação e conhecimento na agricultura digital. Segundo o respetivo, o trabalho deve ser potenciado em torno de uma conjugação de uma boa equipa, parcerias e internacionalização adequada.

Neste âmbito, e aposta esta convergência de factores essenciais, é importante gerar o conhecimento e transferir o mesmo para a sociedade, isto através de serviços, formação, projetos e divulgação.

José Barata abordou o trabalho do laboratório colaborativo desde a sua criação, explicando que o mesmo, em tão pouco tempo, encontrou forma de estabelecer parcerias essenciais para a sua evolução, isto com as mais diferentes empresas internacionais.

Como atividades a curto prazo para o SFColab, foram mencionados quatro pontos:

1. Agricultura sustentável: Serviços especializados para uma produção eficiente e circular;
2. Agricultura preditiva: Plataforma digital interativa com as seguintes características - integração de diferentes sensores e fontes de dados; deteção avançada de doenças e pestes; equipada com sensores de baixo custo; aplicações de diagnóstico para monitorizar solos e fertilidade das colheitas; aplicações de deteção remorta de suporte à gestão de colheitas;
3. Agricultura robotizada e autónoma: Robôs autónomos modulares para suportar diferentes tarefas como colheita de fruta e o seu mapeamento;
4. Estudos: Roadmap para a transição para uma SMART Agriculture.

Neste momento, o Smart Farm Colab está focado na produção alimentar sustentável, com projetos como o AGROBOTICS, o F2FRobotics (que se focam na robótica, mas cobrem o ciclo da vida) e o FREWAL (foco nos desperdícios alimentares).

Apesar do SFColab estar concentrado mais na produção primária, é necessário cobrir todas as fases de forma a que a estratégia Do Prado ao Prato seja implementada com sucesso.

Para mais informações pode aceder ao website do Smart Farm Colab.