A Revolução Silenciosa: Como Pequenos Sensores de Gás Estão Economizando Milhões em Fazendas nas Filipinas

Caso 1: Granjas de Gado e Avicultura – Monitoramento de Amônia (NH₃) e Dióxido de Carbono (CO₂)

Fundo:
A escala da criação de gado e aves (por exemplo, suinocultura e granjas de frango) nas Filipinas está se expandindo. A criação de alta densidade leva ao acúmulo de gases nocivos dentro dos estábulos, principalmente amônia (NH₃) da decomposição de dejetos animais e dióxido de carbono (CO₂) da respiração animal.

• Amônia (NH₃): Altas concentrações irritam o trato respiratório dos animais, levando à redução da imunidade, ganho de peso mais lento e aumento da suscetibilidade a doenças.
• Dióxido de carbono (CO₂): concentrações excessivas podem causar letargia, perda de apetite e, em casos graves, asfixia.

Caso de Aplicação: Uma Grande Fazenda de Suínos na Região de Calabarzon

• Solução técnica: Sensores de amônia e sensores de dióxido de carbono são instalados dentro dos chiqueiros, conectados ao sistema de ventilação e a uma plataforma de controle central.
• Processo de inscrição:
  1. Monitoramento em tempo real: sensores rastreiam continuamente os níveis de NH₃ e CO₂.
  2. Controle automático: quando as concentrações de gás excedem os limites de segurança predefinidos, o sistema ativa automaticamente os exaustores para introduzir ar fresco até que os níveis se normalizem.
  3. Registro de dados: todos os dados são registrados e relatórios são gerados, ajudando os proprietários de fazendas a analisar tendências e otimizar práticas de gestão.
• Valor:
  • Bem-estar e saúde animal: reduz significativamente a incidência de doenças respiratórias, melhorando as taxas de sobrevivência e a eficiência do crescimento.
  • Economia de energia e redução de custos: a ventilação baseada na demanda economiza custos de energia substanciais em comparação com ventiladores funcionando 24 horas por dia, 7 dias por semana.
  • Aumento da produção: animais mais saudáveis ​​significam melhores taxas de conversão alimentar e carne de maior qualidade.

Caso 2: Estufas e Agricultura Vertical – Fertilização com Dióxido de Carbono (CO₂) e Monitoramento de Etileno (C₂H₄)

Fundo:
Na Agricultura em Ambiente Controlado (AEC), como estufas e fazendas verticais de alta tecnologia, o gerenciamento de gases é um componente essencial.

• Dióxido de Carbono (CO₂): É uma matéria-prima para a fotossíntese. Em estufas fechadas, os níveis de CO₂ podem cair rapidamente durante períodos de luz solar intensa, tornando-se um fator limitante. A suplementação de CO₂ (conhecida como "fertilização com CO₂") pode aumentar drasticamente a produtividade de hortaliças e flores.
• Etileno (C₂H₄): Este é um hormônio de amadurecimento das plantas. Durante o armazenamento pós-colheita, mesmo pequenas quantidades podem causar amadurecimento prematuro, amolecimento e deterioração de frutas e vegetais.

Caso de Aplicação: Uma Estufa de Vegetais na Província de Benguet

• Solução técnica: Sensores de CO₂ são instalados dentro de estufas de cultivo de tomate ou alface, conectados a um sistema de liberação de cilindros de CO₂. Sensores de etileno são instalados em armazéns.
• Processo de inscrição:
  1. Fertilização Precisa: O sensor de CO₂ monitora os níveis. Quando a luz é suficiente (determinada por um sensor de luz), mas o CO₂ está abaixo dos níveis ideais (por exemplo, 800-1000 ppm), o sistema libera CO₂ automaticamente para maximizar a eficiência fotossintética.
  2. Aviso de frescor: No armazenamento, se o sensor de etileno detectar um aumento na concentração, ele dispara um alarme, alertando a equipe para verificar e remover produtos estragados, evitando a propagação da deterioração.
• Valor:
  • Aumento de rendimento e eficiência: a fertilização com CO₂ pode aumentar o rendimento das colheitas em 20-30%.
  • Redução de desperdício: a detecção precoce de etileno aumenta significativamente a vida útil dos produtos, reduzindo perdas pós-colheita.

Caso 3: Armazenamento e processamento de grãos – Monitoramento de fosfina (PH₃)

Fundo:
As Filipinas são um país produtor de arroz, o que torna o armazenamento de grãos essencial. Para prevenir a infestação de pragas, fumigantes são comumente usados ​​em silos. O mais comum são os comprimidos de fosfeto de alumínio, que liberam gás fosfina (PH₃) altamente tóxico em contato com o ar. Isso representa um grave risco à segurança dos trabalhadores que realizam a fumigação ou entram nos silos.

Caso de aplicação: um silo central de grãos na província de Nueva Ecija

• Solução técnica: Os trabalhadores utilizam detectores portáteis de gás fosfina (PH₃) antes de entrar nos silos. Sensores fixos de pH₃ também são instalados para monitoramento ambiental de longo prazo.
• Processo de inscrição:
  1. Entrada segura: Um detector portátil deve ser usado para verificar os níveis de pH₃ antes de entrar em qualquer espaço confinado; a entrada só é permitida se as concentrações forem seguras.
  2. Monitoramento contínuo: sensores fixos fornecem vigilância 24 horas por dia, 7 dias por semana. Se um vazamento ou concentração anormal for detectado, alarmes audiovisuais imediatos são acionados para evacuar o pessoal.
• Valor:
  • Segurança da vida: Este é o valor principal, evitando acidentes fatais por envenenamento.
  • Conformidade regulatória: ajuda a atender aos padrões de saúde e segurança ocupacional.

Resumo e Desafios

Resumo:
A principal aplicação dos sensores de gás na agricultura filipina é o gerenciamento “preciso” e “automatizado” do ambiente para:

• Otimize as condições de crescimento para melhorar o rendimento e a qualidade de plantas e animais.
• Previna doenças e perdas, reduzindo riscos operacionais.
• Garantir a segurança do pessoal e proteger os ativos.

Desafios:
Semelhante aos sensores de qualidade da água, a adoção generalizada nas Filipinas enfrenta obstáculos:

• Custo: Sensores de alto desempenho e sistemas de automação integrados representam um investimento significativo para pequenos agricultores.
• Conhecimento técnico: os usuários precisam de treinamento para calibração, manutenção e interpretação de dados adequadas.
• Infraestrutura: eletricidade e internet confiáveis ​​são pré-requisitos para uma operação robusta do sistema IoT.
• Conjunto completo de servidores e módulo sem fio de software, suporta RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN

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