Este documento descreve sistemas de monitorização para irrigação agrícola inteligente. Apresenta projetos europeus que desenvolvem sensores sem fios para medir parâmetros do solo e culturas e otimizar a irrigação. Também descreve soluções de empresas como sistemas modulares que monitorizam condições ambientais em tempo real para alertar agricultores. A visão é que estes sistemas contribuam para uma agricultura mais sustentável e eficiente no uso de recursos como a água.

1. 8 dezembro / janeiro / fevereiro · Agrobótica
Monitorização
CONTRIBUTO DOS SISTEMAS
DE MONITORIZAÇÃO PARA UMA
AGRICULTURA MAIS PRÓXIMA DAS
TECNOLOGIAS - parte II
Por: Mariana Costa1
e Filipa Almeida2
Aágua, desde cedo, esteve as-
sociada ao desenvolvimento
das civilizações e a sua boa
gestão leva-a a contribuir para re-
gimes sustentáveis. A agricultura é
um dos grandes setores da indústria
que consome uma boa percentagem
de água. Por exemplo, em Portugal,
o Instituto Nacional de Estatística
apresenta dados de que a agricul-
tura é responsável pelo consumo de
cerca de 80% dos 20% de recursos
totais de água (águas superficiais e
subterrâneas) que temos disponí-
veis. Aliado a este facto está o des-
perdício deste recurso causado por
sistemas de irrigação ineficientes
e imprecisos e pela falta de moni-
torização do consumo de água das
culturas agrícolas. Um dos grandes
desafios reside, assim, na aplicação
de sistemas de precisão, capazes de
aferirem medidas espaciais e tempo-
rais ao desenvolvimento de soluções
inteligentes de irrigação de culturas.
No artigo I abordaram-se os sistemas
de monitorização aplicados ao ele-
mento ar. Porém, no presente artigo
vamos apresentar soluções inovado-
ras de monitorização em tempo-re-
al de parâmetros das culturas para
aplicação em sistemas de irrigação.
O objetivo comum destas soluções
é contribuir para o desenvolvimento
de sistemas capazes de entregarem
água num volume e local específicos
da necessidade sentida pela cultura.
1
Consultora de Projetos Internacionais, ÅRØ Consulting / 2
Responsável pelo Departamento de Marketing e Comunicação, Ubiwhere
SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO SMART
Um passo inovador prometido nos objetivos dos projetos de Investigação
e Inovação (I&I) Europeus mais recentemente aprovados e financiados pela
Comissão Europeia é a aplicação de sistemas de monitorização wireless à
agricultura de precisão. Neste âmbito, é de referir um projeto europeu apro-
vado dentro do 7º Quadro Comunitário de Apoio à I&I, denominado FP7, e
cuja coordenação é portuguesa - o AgriSensAct. O AgriSensAct combina
o desenvolvimento de sondas modulares para recolha de parâmetros das
culturas (por exemplo, do solo) juntamente com fornecimento de energia e
pontos de contacto-comunicação wireless para aplicações específicas da
agricultura.
Fig. 1a. Elementos de recolha de dados e
comunicação do Projeto Waterbee
(http://waterbee.iris.cat/)

2. 9Agrobótica · dezembro / janeiro / fevereiro
Monitorização
de irrigação apresentam uma arqui-
tetura base constituída por:
Sensores para medir parâmetros
do solo (nutrientes; quantidade
de água do solo; etc.);
Sensores para medição de pa-
râmetros climáticos, de modo a
averiguar as condições de pre-
cipitação (i.e., por exemplo, se
prever condições de chuva, o
sistema pode alertar o utilizador
para otimizar a rega da sua cultu-
ra para esse período);
Rede de comunicação dos dados
wireless;
Sistema central de recolha dos
dados (por exemplo gateways);
Base de dados para armazena-
mento da informação;
Sistema smart de apoio à decisão
que apresenta ao utilizador infor-
mação tratada e útil para as suas
aplicações agrícolas.
Base de dados para armazena-
mento da informação;
Sistema smart de apoio à decisão
que apresenta ao utilizador infor-
mação tratada e útil para as suas
aplicações agrícolas.
De forma a melhor conhecer e inter-
pretar esta arquitetura, serão apre-
sentados de seguida vários exem-
plos ilustrativos.
A empresa B&B Electronics teve
em atenção a problemática da água
O WaterBee é um outro exemplo de
projeto de I&I do FP7 cujo objetivo é
desenvolver um sistema de irrigação.
É uma solução que tem como objeti-
vo reduzir custos e economizar água
em, no mínimo, 40%.
O sistema de irrigação está já
a ser fornecido em toda a Europa
através de parceiros de negócio.
Está equipado com um conjunto de
sensores que medem o teor de água
do solo, parâmetros ambientais que
influenciam a evapotranspiração e
indicadores de desenvolvimento da
cultura ou o seu estado fisiológico.
Os dados recolhidos a partir destes
sensores são depois enviados para
uma rede de sensores sem fio. Estes
sensores estão distribuídos ao longo
da área cultivada, de forma a ter uma
cobertura das necessidades de água
completa.
O projeto pretende, assim, não
só otimizar a irrigação apenas onde
e quando for precisa, mas também
para melhorar o crescimento das
plantas e a sua qualidade. Os utili-
zadores do sistema deparam-se com
uma interface user-friendly, para
smartphone, tablet ou computador,
onde podem controlar os sensores
que equipam a área em estudo e ve-
rificar as recomendações.
Os sistemas inovadores para moni-
torização wireless das necessidades
Fig. 1b. Esquema de funcionamento e
composição do Projeto WaterBee
(http://waterbee.iris.cat/)
desperdiçada através da evapora-
ção ou escoamento (cerca de 50%
da água para irrigação é desperdi-
çada desta forma) e desenvolveu
um sistema de irrigação inteligente
que tem como objetivo monitorizar
as condições do solo em tempo real
com uma rede de sensores sem fios
de baixo consumo energético. Os
sensores recolhem os dados recolhi-
dos para uma gateway de rede cen-
tral que de seguida os envia para o
computador.
Outro bom exemplo a explorar
é o da empresa Ranch Systems, da
Califórnia, que desenvolveu o Ran-
chMaster - um conjunto modular
Fig. 2. Sistema de irrigação inteligente
B&B Electronics
(http://bb-smartsensing.com/low-power/
wirelessnetworks-for-smart-irrigation-
systems/)
de seis soluções de monitorização
e controlo de campo que residem
numa plataforma composta por
elementos de hardware e software.
Por exemplo, a solução "Tempo e
Clima"fornece dados em tempo real
sobre humidade, vento, precipitação
e radiação solar de forma a alertar
os produtores sobre as condições
adversas. Além disso, as "Câmaras
Remotas" observam as culturas e o
trabalho de campo e contribuem
para a função "Alerta" de rápida
deteção de problemas. A função
"Acompanhamento da humidade do
solo" recolhe medidas de forma con-

3. Monitorização
10 dezembro / janeiro / fevereiro · Agrobótica
Fig. 3. Arquitetura da solução
RanchMaster
(http://gallica.ranchsystems.com)
tínua e em tempo real e a "Irrigação
e Controlo de Equipamento" traba-
lha em conjunto com todas as outras
e pode ainda ser usada para ligar/
desligar bombas elétricas e bombas
com motor, bem como automatizar
a proteção de geadas e sistemas de
refrigeração.
A plataforma conjunta tem, as-
sim, o intuito de reduzir custos labo-
rais, fazer um uso mais assertivo da
água, melhorar a seleção de culturas
de acordo com o microclima, entre
outras potencialidades.
Para plataformas móveis (mobile),
apresentamos um sistema inovador -
o Greenbox. Consiste num Sistema
de Irrigação controlado por iPhones
ou iPads (iOS) que utiliza dados me-
teorológicos para determinar e defi-
nir programas costumizados de rega.
A mais valia desta solução de rega
prende-se com o facto de o produ-
tor ter a ajuda de um dispositivo mó-
vel e poder controlar todo o sistema
a partir de casa. Constatamos pelas
arquiteturas acima apresentadas,
que a Agricultura atual e os sistemas
inovadores que a equipam estão ali-
nhados com o conceito Internet of
Things (Internet das Coisas). Para
perceber este conceito, imagine
uma infraestrutura de comunicações
preparada para a implementação
de serviços verticais Machine-to-
Machine (M2M), que têm vindo a
evoluir de sensores que comunicam
entre si, para sistemas inteligentes
(machines) que são responsáveis
pela tomada de decisão. Estes siste-
mas inteligentes de apoio à decisão,
agregadores de informação agrícola
e metereológica proveniente dos
sensores, são o elemento potencia-
dor do negócio das aplicações mo-
bile e desktop para o setor da agri-
cultura. Anote este conceito pois irá
ouvir falar muito sobre ele: Internet
of Growing Things.
A parte III do artigo Contributo dos Sistemas de Monitorização para uma Agricultura mais próxima das tecnologias,
da autoria da Ubiwhere,será publicada na edição nº 3 da AGROBÓTICA. Na parte III iremos abordar os sistemas de
monitorização aplicáveis ao solo e culturas.
BIBLIOGRAFIA
1. http://www.seekdl.org/
nm.php?id=475
2. http://cordis.europa.eu/project/
rcn/185474_en.html
3. http://cordis.europa.eu/project/
rcn/95049_en.html
4. http://bb-smartsensing.com/
low-power-wireless-networks-for-
smart-irrigation-systems/
Fig. 4. Sistema GreenBox
(http://www.gizmag.com)