Giuliana de Araújo Farias
Técnica em Meio Ambiente – Instituto Federal do Amazonas (IFAM)
giulianafarias89@gmail.com
Diego Henriques Santos
Engenheiro agrônomo – Instituto de Desenvolvimento Agropecuário e Florestal Sustentável do Estado do Amazonas (IDAM)
dh.agroengenharia@gmail.com
A inovação em sensores para análise do solo revoluciona como gerenciamos os recursos naturais para fins agrícolas. Estes dispositivos vão muito além das simples análises químicas tradicionais realizadas em laboratório, detectando diferentes estímulos, tanto físicos quanto químicos, emitindo sinais mensuráveis como respostas, convertidas em informações.
Esses dispositivos têm o poder de detectar diferentes tipos de variáveis, como temperatura, pressão, umidade, movimento, entre outros. Dentre os sensores proximais utilizados, existem os de capacitância do solo, diretamente relacionado à umidade, detectando a variância da capacidade que o solo possui de reter água, possibilitando assim monitorar o teor de umidade em diferentes profundidades.
Fluorescência de clorofila
Já os sensores de fluorescência de clorofila detectam a atividade fotossintética das plantas, através da emissão de luz fluorescente, permitindo monitorar o desempenho das plantas e detectando estresses ambientais precocemente.
Os sensores de refletância espectral, por sua vez, analisam a reflectância do solo em diferentes comprimentos de onda, sendo possível inferir e mensurar propriedades físicas e químicas, como teor de matéria orgânica, textura e umidade.
Sensores de pH e temperatura
Os sensores de pH do solo são utilizados para mapear as variações de acidez ou alcalinidade por meio da determinação da concentração de íons de hidrogênio na solução do solo, podendo auxiliar na tomada de decisões relacionadas à aplicação de corretivos de pH.
Há, também, sensores de temperatura do solo que monitoram em diferentes profundidades e momentos do dia, indicando se variações ou a influência da temperatura do solo estão afetando o desenvolvimento das culturas.
Sensores de nutrientes do solo
Cabe citar, também, dentre as inovações, os sensores de nutrientes do solo, dispositivos projetados para medir a concentração de nutrientes essenciais no solo, sendo esses sensores de íons específicos que detectam e quantificam essas partículas carregadas, como nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e outros nutrientes.
Existem, também, os sensores eletroquímicos altamente seletivos para um determinado íon, utilizados para medir a concentração específica para um único íon separadamente. Cada sensor fornece diferentes informações, tendo suas vantagens e limitações.
A escolha do dispositivo adequado dependerá das necessidades específicas de monitoramento e da cultura.
Demanda
Há uma demanda crescente por informações detalhadas sobre análise de solo em um curto espaço de tempo, permitindo o monitoramento e a tomada rápida de decisões sobre o manejo das culturas, melhorando a eficiência e reduzindo erros e incertezas, com consequente redução de custos de produção e impactos no meio ambiente.
Os dispositivos fornecem dados detalhados das condições do solo em comparação aos métodos tradicionais de amostragem, que dependem de horas para análise e geralmente envolvem a coleta manual, mais suscetíveis a erros de amostragens.
Os sensores permitem uma caracterização mais extensa e contínua do solo em tempo real, com uma coleta de dados em uma escala maior e em um curto espaço de tempo, em diferentes profundidades do solo e sem necessidade de amostragens manuais, permitindo uma avaliação mais abrangente das condições físicas, químicas e biológicas em todo o perfil do solo em uma fração do tempo.
A análise do solo
A coleta manual de amostras de solo pode ser trabalhosa e dispendiosa, envolvendo custos associados à mão de obra, transporte e análise laboratorial. Erros podem ser cometidos durante a coleta até a análise, como contaminações por materiais estranhos, folhas, detritos vegetais, fertilizantes ou produtos fitossanitários.
Isso pode distorcer os resultados da análise, bem como erros de armazenamento, como em condições de umidade ou temperatura inadequadas, podem afetar a integridade das amostras e, consequentemente, os resultados, além de problemas com a logística do local da coleta até o laboratório, podendo haver degradação das propriedades do solo ao longo do tempo, especialmente se as amostras estiverem sujeitas a oscilação de temperaturas e vibrações durante o transporte.
Os sensores permitem a eliminação dessas etapas e, consequentemente, os erros. Os custos associados a essas etapas por métodos tradicionais são dispendiosos, principalmente para grandes áreas de cultivo, resultando em economias significativas.
Pacote tecnológico
Adquirir um pacote tecnológico que inclui diferentes sensores de campo e sistemas de processamento de imagens oferece uma série de vantagens, incluindo coleta de dados mais abrangente e melhor compreensão das interações do solo.
Ao utilizar uma variedade de sensores no campo, os agricultores podem coletar uma ampla diversidade de dados sobre as condições do solo e, associado aos sistemas de processamento de imagens, podem obter informações adicionais a partir de imagens de satélite ou drones.
Estes são usados para mapear em larga escala uma propriedade e monitorar o desenvolvimento das culturas ao longo do tempo, além de variáveis como cobertura de solo e incidência de pragas e doenças, podendo analisar as interações complexas entre diferentes variáveis do solo, permitindo uma intervenção rápida e precisa.
Limitações
O uso de sensores proximais na análise do solo revelou-se um recurso significativo para a pesquisa e a agricultura, no entanto, é importante reconhecer e abordar algumas limitações e desafios associados a essa tecnologia.
O principal desafio é o custo inicial envolvido na aquisição e implementação desses dispositivos, que requerem um investimento considerável, além da manutenção e calibração regulares.
A calibração e a validação dos sensores são essenciais para garantir a precisão e confiabilidade das medições, sendo desafiador em ambientes variáveis em constante mudança, onde as condições do solo podem influenciar significativamente os resultados dos sensores.
As condições ambientais, como umidade, temperatura e cobertura vegetal, podem impactar a precisão e estabilidade dos dispositivos, sendo necessário considerar variáveis e implementar estratégias adequadas para minimizar suas influências nos resultados das análises do solo.
Outro desafio é a interpretação dos dados coletados que, embora forneçam informações detalhadas sobre o solo, a fidelidade entre os dados gerados e as condições reais do solo nem sempre é direta, o que requer conhecimentos técnicos para uma interpretação precisa e eficaz.
Outras limitações incluem a profundidade de penetração de alguns sensores, que podem limitar as medições em camadas mais profundas do solo.
Perspectivas
Essas inovações têm o potencial de revolucionar a forma como produzimos e gerenciamos a agricultura e os recursos naturais. As perspectivas futuras para o aprimoramento de sensores na agricultura são altamente promissoras, impulsionadas pelo avanço contínuo da tecnologia e pela crescente demanda por soluções.
A integração desses sensores com sistemas de informação geográfica, inteligência artificial e aprendizado de máquinas está se tornando cada vez mais comum, como modelos de previsão para estimar a produtividade das culturas e identificar problemas potenciais antes mesmo de se tornarem visíveis.
Controle da variáveis ambientais
A utilização de sensores proximais também permite avaliar e controlar variáveis ambientais, como qualidade do solo, da água e do ar, ao coletar dados em tempo real sobre esses indicadores ambientais.
Assim, pode auxiliar na identificação precoce de problemas, como a degradação do solo ou a contaminação da água, possibilitando a adoção de medidas corretivas eficientes, o que permite análises mais complexas e preditivas, identificando padrões e tendências, possibilitando aos agricultores implementar práticas mais sustentáveis, que podem auxiliar na tomada de decisões estratégicas na agricultura.
