Temperatura de folhas são analisadas por inteligência artificial para saber a necessidade de água

Um dispositivo autônomo de baixo custo para o sensoriamento do estresse hídrico das plantas foi desenvolvido pela Embrapa Agroindústria Tropical (CE). A tecnologia utiliza como base o balanço de energia das folhas e pode contribuir para a tomada de decisões mais precisas e assertivas no manejo de irrigação. Parceria entre a Embrapa, a Universidade Federal do Ceará (UFC), o Laboratório de Inovação Tecnológica e Experimentação Científica Instituto Atlântico (Litec) e a empresa cearense 3V3 Tecnologia irá desenvolver uma versão comercial nos próximos anos.

O pesquisador da Embrapa Cláudio Carvalho conta que a tecnologia usa ferramentas de inteligência artificial (IA) no controle das informações coletadas no sensoriamento. Embora os efeitos da deficiência de água sobre o balanço energético dos tecidos das folhas sejam conhecidos, Carvalho declara que o uso de IA para a identificação de padrões e para o controle de irrigação é inédito.

Para o engenheiro da computação e mestrando do programa de Pós-Graduação de Engenharia de Teleinformática da UFC Otto Sousa, responsável pelo acompanhamento e desenvolvimento das competências informacionais da tecnologia, o dispositivo fornece a possibilidade de criar equipamentos que tenham custos mais acessíveis aos médios e pequenos produtores agrícolas no manejo de irrigação das culturas.

“Os dispositivos existentes são muito caros, uma vez que a indústria brasileira importa quase tudo que envolva equipamentos eletrônicos. Com isso, podemos pensar na máxima de que, se vamos precisar importar alguma coisa, vamos construir algo eficiente, mas com os componentes eletrônicos mais baratos possíveis”, complementa Sousa.

Água é recurso fundamental

Na agricultura, a água é um recurso crucial, influenciando significativamente a saudabilidade e o rendimento das plantas. Condições como a falta de água no solo, aspectos climáticos desfavoráveis ou mesmo práticas agrícolas inadequadas podem gerar estresse hídrico.

O investimento em tecnologias de sensoriamento fornece uma solução automatizada para a gestão dos recursos hídricos, reduzindo custos, diminuindo os impactos ambientais associados ao desperdício de água e, principalmente, evitando os danos decorrentes do déficit hídrico.

O sistema de sensoriamento

O sistema de sensoriamento desenvolvido é composto por três dispositivos: sensor de temperatura das folhas, psicrômetro aspirado e piranômetro. O sensor de temperatura das folhas é composto por termistores de encapsulamento em vidro anexados na superfície das folhas e conectados a um sistema coletor de dados. O sistema coletor utiliza a equação de Steinhart-Hart para calcular a temperatura das folhas em relação à temperatura do ar e à umidade. Nesses dispositivos, as leituras de temperatura são realizadas a cada minuto e os dados enviados, imediatamente após a coleta, ao servidor de dados utilizado. A transmissão é feita via LoRa, protocolo de radiofrequência de baixo consumo de energia.

O psicrômetro aspirado, por sua vez, coleta dados de temperatura e umidade do ar, adiciona um carimbo de tempo a cada leitura e envia esse conjunto de informações também para o servidor de dados. Por fim, o piranômetro verifica o índice de radiação solar sobre as plantas. Por se tratar de um sensor que fornece informações em forma de sinais analógicos, os pesquisadores desenvolveram um circuito de conversão analógico-digital que recebe as informações do piranômetro e as converte para a forma digital. Os valores convertidos são enviados via Wi-Fi para o servidor.

Com o conhecimento de informações de temperatura, umidade do ar e incidência de radiação solar, o sistema avalia e determina as necessidades hídricas das plantas. Em caso de identificação de necessidade hídrica, o sistema aciona automaticamente dispositivos de irrigação.