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

Caso 1: Criação de gado e aves – Monitoramento de amônia (NH₃) e dióxido de carbono (CO₂)

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

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

Caso de aplicação: Uma granja de suínos em grande escala na região de Calabarzon.

• Solução técnica: Sensores de amônia e de dióxido de carbono são instalados dentro dos chiqueiros, conectados ao sistema de ventilação e a uma plataforma de controle central.
• Processo de candidatura:
  1. Monitoramento em tempo real: sensores monitoram 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 ventiladores de exaustão 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 rurais a analisar tendências e otimizar as práticas de gestão.
• Valor:
  • Bem-estar e saúde animal: Reduz significativamente a incidência de doenças respiratórias, melhorando as taxas de sobrevivência e a eficiência de crescimento.
  • Economia de energia e redução de custos: A ventilação sob demanda gera uma economia substancial de energia em comparação com o funcionamento contínuo dos ventiladores, 24 horas por dia, 7 dias por semana.
  • Aumento da produção: Animais mais saudáveis ​​significam melhores índices 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 (CEA, na sigla em inglês), como estufas e fazendas verticais de alta tecnologia, o gerenciamento de gases é um componente essencial.

• Dióxido de carbono (CO₂): Este é um insumo essencial para a fotossíntese. Em estufas fechadas, os níveis de CO₂ podem cair rapidamente durante períodos de intensa luz solar, tornando-se um fator limitante. A suplementação de CO₂ (conhecida como “fertilização com CO₂”) pode aumentar drasticamente a produção de hortaliças e flores.
• Etileno (C₂H₄): Este é um hormônio vegetal que promove o amadurecimento. Durante o armazenamento pós-colheita, mesmo quantidades mínimas podem causar amadurecimento prematuro, amolecimento e deterioração de frutas e vegetais.

Estudo de Caso: Uma Estufa de Hortaliças na Província de Benguet

• Solução técnica: Sensores de CO₂ são instalados dentro de estufas onde se cultivam tomates ou alface, conectados a um sistema de liberação de cilindros de CO₂. Sensores de etileno são instalados em armazéns.
• Processo de candidatura:
  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: Durante o armazenamento, se o sensor de etileno detectar um aumento na concentração, ele aciona um alarme, alertando a equipe para verificar e remover produtos em deterioração, evitando a propagação da deterioração.
• Valor:
  • Aumento da produtividade e da eficiência: a fertilização com CO₂ pode aumentar a produtividade das culturas em 20 a 30%.
  • Redução do desperdício: A detecção precoce do etileno prolonga significativamente a vida útil dos produtos, reduzindo as 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 crucial. Para prevenir infestações de pragas, fumigantes são comumente usados ​​em silos. O mais comum são os comprimidos de fosfeto de alumínio, que liberam o gás fosfina (PH₃), altamente tóxico, ao entrarem em contato com o ar. Isso representa um grave risco à segurança dos trabalhadores que realizam a fumigação ou que entram nos silos.

Estudo de Caso: Um silo central de grãos na província de Nueva Ecija

• Solução técnica: Os trabalhadores utilizam detectores portáteis de gás fosfina (PH₃) antes de entrarem nos silos. Sensores fixos de PH₃ também são instalados para monitoramento ambiental a longo prazo.
• Processo de candidatura:
  1. Entrada segura: Um detector portátil deve ser usado para verificar os níveis de pH 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 primordial, a prevenção de acidentes fatais por envenenamento.
  • Conformidade regulamentar: Ajuda a cumprir as normas de saúde e segurança ocupacional.

Resumo e Desafios

Resumo:
A principal aplicação dos sensores de gás na agricultura filipina é a gestão “precisa” e “automatizada” do ambiente para:

• Otimizar as condições de crescimento para melhorar a produtividade e a qualidade de plantas e animais.
• Prevenir doenças e perdas, reduzindo os riscos operacionais.
• Garantir a segurança do pessoal e proteger os ativos.

Desafios:
Assim como ocorre com os sensores de qualidade da água, a adoção em larga escala 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: Energia elétrica e internet confiáveis ​​são pré-requisitos para o funcionamento robusto de um sistema de IoT.
• Conjunto completo de servidores e módulo de software sem fio, compatível com RS485, GPRS, 4G, Wi-Fi, LoRa e LoRaWAN.

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