Recursos hídricos e terrestres cada vez mais limitados impulsionaram o desenvolvimento da agricultura de precisão, que utiliza tecnologia de sensoriamento remoto para monitorar dados ambientais do ar e do solo em tempo real, ajudando a otimizar a produtividade das culturas. Maximizar a sustentabilidade dessas tecnologias é fundamental para gerenciar adequadamente o meio ambiente e reduzir custos.
Agora, em um estudo publicado recentemente na revista Advanced Sustainable Systems, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram uma tecnologia sem fio de detecção de umidade do solo amplamente biodegradável. Este trabalho representa um marco importante na abordagem dos gargalos técnicos remanescentes na agricultura de precisão, como o descarte seguro de equipamentos de sensores usados.
À medida que a população global continua a crescer, otimizar a produtividade agrícola e minimizar o uso da terra e da água é essencial. A agricultura de precisão visa atender a essas necessidades conflitantes, utilizando redes de sensores para coletar informações ambientais, de modo que os recursos possam ser alocados adequadamente às terras agrícolas quando e onde forem necessários.
Drones e satélites podem coletar uma riqueza de informações, mas não são ideais para determinar a umidade do solo e seus níveis. Para uma coleta de dados ideal, os dispositivos de medição de umidade devem ser instalados no solo em alta densidade. Se o sensor não for biodegradável, ele deve ser coletado ao final de sua vida útil, o que pode ser trabalhoso e impraticável. Alcançar a funcionalidade eletrônica e a biodegradabilidade em uma única tecnologia é o objetivo deste trabalho.
“Nosso sistema inclui múltiplos sensores, uma fonte de alimentação sem fio e uma câmera termográfica para coletar e transmitir dados de sensoriamento e localização”, explica Takaaki Kasuga, principal autor do estudo. “Os componentes presentes no solo são, em sua maioria, ecologicamente corretos e consistem em nanopapel, substrato, revestimento protetor de cera natural, aquecedor de carbono e fio condutor de estanho.”
A tecnologia baseia-se no fato de que a eficiência da transferência de energia sem fio para o sensor corresponde à temperatura do aquecedor do sensor e à umidade do solo circundante. Por exemplo, ao otimizar a posição e o ângulo do sensor em solo liso, aumentar a umidade do solo de 5% para 30% reduz a eficiência da transmissão de ~46% para ~3%. A câmera termográfica então captura imagens da área para coletar simultaneamente dados de umidade do solo e de localização do sensor. Ao final da temporada de colheita, os sensores podem ser enterrados no solo para biodegradação.
“Conseguimos capturar imagens de áreas com umidade insuficiente do solo usando 12 sensores em um campo de demonstração de 0,4 x 0,6 metros”, disse Kasuga. “Como resultado, nosso sistema consegue lidar com a alta densidade de sensores necessária para a agricultura de precisão.”
Este trabalho tem o potencial de otimizar a agricultura de precisão em um mundo com recursos cada vez mais limitados. Maximizar a eficácia da tecnologia dos pesquisadores em condições não ideais, como posicionamento inadequado dos sensores e ângulos de declive em solos grosseiros, e talvez outros indicadores do ambiente do solo além dos níveis de umidade, poderia levar ao uso generalizado da tecnologia pela comunidade agrícola global.
Horário da publicação: 30/04/2024