O projeto de pesquisa “Monitoramento Inteligente da Umidade do Solo para o Cultivo de Tomate em Estufa” é focado na irrigação de precisão e é coordenado pelo docente Leonardo Rodrigues de Lima Teixeira, tem coorientação do Engenheiro Agrônomo, Anderson Fernandes e conta com João Paulo, discente do curso de Análise e Desenvolvimento de Sistemas, da Escola Agrícola de Jundiaí (EAJ-UFRN).
O projeto desenvolve o monitoramento e controle de umidade na estufa onde ocorre o cultivo de tomate e dá continuidade a um trabalho já desenvolvido anteriormente na Escola Agrícola. O surgimento se deu devido à problemática trazida pelo Engenheiro Agrônomo no que se refere às fases e profundidades do tomate. “O tomate tem profundidade e fases diferentes. Fase 1, 2 e 3. Na primeira fase ele tem uma profundidade, a raiz de 10cm, depois 20cm e, em seguida, 30cm”, explica Leonardo.
Para realizar o monitoramento e o controle da bomba de irrigação, foram colocados três sensores. No início, os sensores resistivos que estavam sendo usados durante a pesquisa apresentaram alguns problemas. A leitura dos sensores já estava sendo feita e sendo transmitida para um módulo central. O módulo central é o responsável por armazenar cada valor de umidade do solo lido em um banco de dados local e por hospedar um Web Service. Como não há acesso à Internet nas proximidades da estufa para disponibilizar os dados pela mesma, o usuário deve se aproximar do módulo central e realizar, via aplicativo, uma requisição dos dados ao Web Service, que serão transferidos por Wi-Fi para a memória interna do celular. Ao encontrar um ambiente com disponibilidade de Internet, o usuário pode sincronizar os dados do celular para a nuvem, tendo acesso aos gráficos de umidade do solo. Através do aplicativo móvel também é possível configurar o controle manual da irrigação, assim como o controle automático temporal (indicando o tempo que a bomba deve ficar ligada e o tempo que ela deve ficar desligada, independente do valor dos sensores).
O projeto era realizado até o ano passado pelo aluno Joffrey Peyrac. Foi desenvolvido o aplicativo que se aproxima do módulo central e que passa os dados para o celular através do wi-fi. Mas ainda não se considerava um monitoramento inteligente devido ao processo das fases. “Na fase 1, estava sendo lido o sensor da primeira profundidade; na fase 2, da segunda; e na fase 3, da terceira. Entretanto, um exemplo: está na segunda fase, então você está olhando somente o segundo sensor, está mandando irrigar. Porém, a água não chega instantaneamente na segunda profundidade, ela ainda está na primeira”, explica. “Então, na segunda fase, o mais correto seria realizar um monitoramento ponderando o sensor 2, o sensor 1, da mesma forma que numa terceira oportunidade, na terceira fase, avaliaria a fase 3, fase 2 e 2. Os três sensores ao mesmo tempo”, finaliza.
O ponto do projeto é como fazer a leitura dos três e integrar os três valores de forma a ponderar da maneira correta. O monitoramento inteligente é colocar inteligência artificial na leitura dos três sensores de forma que aconteça a melhor irrigação. Uma boa irrigação se dá pelo aspecto da economia de água e energia, mantendo a planta nutrida de água. Acerca dessa nutrição da planta, Leonardo explica: “a planta tem uma faixa de água, uma quantidade de água que a gente chama de ‘capacidade de campo’. É o valor máximo que a água consegue absorver sem perder a água para o solo. Se você coloca mais, você acaba perdendo nutrientes até mesmo do solo”.
O projeto agora utiliza os sensores capacitivos, que leva em consideração fenômeno físico da “capacitância”. Os sensores capacitivos são constituídos de duas placas paralelas e deve-se colocar a amostra de solo entre as placas, fazendo com que haja o comportamento de um capacitor, com a amostra sendo o material dielétrico. Dessa forma, a umidade do solo é obtida a partir do valor da capacitância do capacitor.
O solo da estufa foi levado para a EMPARN, para que se possa estimar este solo, para saber qual a capacidade de campo e qual a umidade crítica. O projeto agora também trabalha com a Lógica Fuzzy, chamada de lógica nebulosa, para traçar a estratégia inteligente de utilizar os três valores e conseguir estimar o valor maior a ser considerado, a partir desses três valores de cada fase, e não apenas um valor.
O estudante João Paulo fala acerca da participação e execução do projeto. “Está sendo muito bom porque estou participando de um trabalho que dá para ver um resultado prático. Por exemplo, existem muitos projetos de pesquisa que são validação de alguns métodos, uma coisa mais teórica. Na hora que se está fazendo algo que surte efeito no campo e que tem uma grande chance de ser implementado, você se sente mais motivado para pesquisar e desenvolver”, comenta.
A perspectiva é que o projeto seja expandido. “Hoje a gente está trabalhando na estufa com o cultivo de tomate, amanhã a gente pode estar trabalhando em outro, em seguida, em campo aberto. E quando você tem a parte tecnológica de comunicação, aquisição de dados e manipulação validada, a continuação desse trabalho seria na adaptação na inteligência dele para um novo cultivo, um novo solo, um novo ambiente. A ideia é continuar avançando”, explica Leonardo. Segundo o coordenador, a ideia de continuar avançando também pode levar em consideração o cultivo hidropônico que existe na EAJ e também realizar outras relações. “Linkar o que foi desenvolvido aqui e aplicar em outras coisas”, fala.
Consumo de água e energia, além do número de frutos, serão analisados para verificar o sucesso ou não do uso do sensor inteligente. Serão abordadas também questões de autonomia do sensor, com utilização de painéis fotovoltaicos, assim como serão estudadas estratégias para economia no consumo de energia. Os passos de desenvolvimento do projeto serão melhor descritos no Método Científico.