Sensor para irrigação gera economia e aumenta a produtividade da lavoura

Por Agência FAPESP – 9 de agosto de 2024 – Estudos para aperfeiçoar a tecnologia conhecida como IGstat foram conduzidos na Embrapa Instrumentação com apoio da FAPESP – De baixo custo, o dispositivo automatizado regula o fornecimento de água com base na umidade do solo (foto: Mariana Franzoni/divulgação).

Uma nova versão do sensor IGstat foi finalizada pela Embrapa Instrumentação e já está à disposição dos agricultores, ajudando a aumentar a produtividade e a reduzir o consumo de energia e de água, tanto em ambientes protegidos como em campo aberto.

A Embrapa Instrumentação é uma das unidades de pesquisa da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária e está localizada no município de São Carlos – SP.

O aparelho recebeu melhorias no processo de fabricação e de aferição e na sua instrumentação de controle.

De baixo custo, o dispositivo automatizado regula o fornecimento de água com base na umidade do solo.

As plantas recebem a quantidade ideal e no momento certo, tornando a produção de pequenos e grandes produtores mais eficiente com o manejo adequado da irrigação.

Desenvolvido em parceria com a empresa Tecnicer Tecnologia Cerâmica e comercializado pela startup Pitaya Irrigação, ambas localizadas em São Carlos, o sensor tem a vantagem de irrigar mesmo na ausência de informações técnicas específicas sobre os tipos de solo e lâminas de irrigação definidas pelos coeficientes de cultura como evapotranspiração por cultura e região.

O sensor tem patentes no Brasil e Estados Unidos e pode ser produzido com diferentes especificações e preços, conforme a aplicação, e atender a agricultores de horticultura, fruticultura, floricultura, cereais e culturas anuais em geral, além de poder ser utilizado em vários sistemas como os de aspersão, gotejamento e inundação.

Dessa forma, é capaz de irrigar um ponto específico, como um vaso de planta, ou áreas de jardins, hortas, estufas e em campo, em qualquer bioma brasileiro.

Os estudos para aperfeiçoar o sensor IGstat contaram com apoio da FAPESP.

Avanços tecnológicos

A maioria dos sensores disponíveis no mercado para medir a umidade do solo é importada e tem custo elevado.

De fabricação nacional, o sensor IGstat é alternativa para uma aplicação mais eficiente de água na agricultura, setor que usa aproximadamente 70% de toda a água utilizada globalmente, de acordo com dados da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO).

Para garantir o controle de qualidade dos sensores, de forma rápida, os pesquisadores desenvolveram um painel pneumático de testes e aferição, capaz de medir conjuntos de dez sensores por vez, de maneira totalmente automática.

“O painel é um equipamento de laboratório automatizado composto por uma bomba de ar, controlador de pressão, válvulas solenoides e software de controle.

Além disso, foram implementadas melhorias na robustez e confiabilidade do controlador Irriga Fácil, incluindo aprimoramentos no regulador de pressão de ar, pressostato e temporizador programável”, conta o pesquisador da Embrapa Instrumentação Carlos Manoel Pedro Vaz, coordenador da pesquisa.

Juliana Polizel, CEO da startup Pitaya, diz que mais de 600 sensores já foram testados em laboratório, estufa e em campo, em culturas como tomate, alface, pimenta, banana, morango e café, em quatro Estados: Minas Gerais, Pará, Rio Grande do Sul e São Paulo, e até na Arábia Saudita.

O IGstat é usado para controlar ou indicar a necessidade de irrigação automática de quatro tecnologias: Rega Vaso, para irrigação de vasos; Indicador de Irrigação, para manejo com indicação visual em mililitros por setor e por dia; Irriga Fácil, destinado ao controle de pequenas áreas; e Irriga Digital, para controle de grandes áreas.

Como funciona

Com apenas 6 centímetros de comprimento e 2 centímetros de diâmetro, o sensor é formado por uma cápsula porosa, um núcleo de partículas de microesferas de vidro e duas mangueiras para entrada e saída do ar, ou seja, funciona por meio de um sistema pneumático.

Vaz explica que, em solo úmido, não há passagem de ar pelo dispositivo; mas, quando atinge um valor de umidade crítica para determinada cultura, o ar passa pelo sensor, causando uma diminuição da pressão na mangueira.

“Em seguida, um pressostato envia um sinal elétrico para acionar a bomba de irrigação. O desligamento ocorre também de forma automática. Quando a água adicionada ao solo atinge o sensor, a pressão de ar aumenta, ativando o pressostato para interromper o fornecimento de água pela bomba de irrigação”, esclarece o pesquisador.

Ele acrescenta que os sensores são customizados em função do valor crítico (limiar) da tensão da água no solo – força com que a água é retida no solo – para cada cultura, conforme dados disponíveis em publicações e recomendações técnicas. Para isso, são utilizadas diferentes granulometrias de esferas de vidro.

Economia e produtividade

A utilização da tecnologia IGstat, instalada na profundidade das raízes das plantas, tem gerado impactos econômicos, sociais e ambientais positivos.

Em experimento com o Irriga Fácil, realizado com alface crespa em estufa, no Laboratório de Referência Nacional em Agricultura de Precisão (Lanapre), em São Carlos, o sensor apresentou resultados bastante satisfatórios comparados à irrigação convencional.

No processo convencional por rega fixa, Vaz conta que a hortaliça foi irrigada com 300 mililitros de água por vaso, diariamente, pela manhã, por 60 dias.

“Nós observamos que, em dias mais quentes, o solo reteve toda a água, sem ocorrência de drenagem, mas, em períodos mais frescos, verificou-se perda de água por drenagem pelos vasos. Ou seja, a irrigação foi excessiva, em alguns momentos”, avaliou o pesquisador.

Além da economia de água, a fazenda também observou uma diminuição significativa no consumo de energia com sensor acoplado ao aparelho Irriga Digital. A

redução foi de mais de 65%, com queda no consumo de cerca de R$ 9 mil para R$ 3 mil, mensalmente.

O Irriga Digital permite ao produtor receber os dados remotamente, pelo celular ou computador e também localmente.

As informações da operação são salvas na nuvem e, mesmo sem internet, a irrigação e as medições continuam ocorrendo, sem perda de dados.

* Com informações da Embrapa.