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Fertirrigação inteligente para hidroponia

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Autores

Glaucio da Cruz Genuncio
glauciogenuncio@gmail.com
Rafael Campagnol
rafcampagnol@hotmail.com
Elisamara Caldeira do Nascimento
elisamara.caldeira@gmail.com
Professores da Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
Talita Santana de Santana Matos
talitasmatos@gmail.com
Doutora em Agronomia – Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Fotos: Shutterstock

O cultivo hidropônico é umas das técnicas mais modernas utilizadas para a produção vegetal. Nela, as plantas são cultivadas sem o uso do solo e a nutrição e hidratação (fertirrigação) das plantas são feitos por meio de soluções nutritivas.

Num passado não muito distante, essa forma de cultivo de plantas era considerada inviável comercialmente. Hoje, com o uso da hidroponia é possível produzir algumas plantas de forma até mais econômica do que de forma tradicional, no solo. Com o passar do tempo, novos equipamentos, tecnologias e práticas foram e são incorporados aos sistemas hidropônicos, deixando-os cada vez mais produtivos e simples de serem feitos.

Uma das tendências de tecnologia para hidroponia, ainda pouco difundida no Brasil, é a automação do manejo da fertirrigação. Essa prática consiste em sistemas constituídos por sensores e controladores que reconhecem as condições atuais de cultivo e automaticamente as ajustam aos padrões recomendados pré-programados. Esses equipamentos podem ainda estar conectados à internet, o que permite o ajuste das condições de cultivo de forma remota.

Benefícios da nova tecnologia

Os principais parâmetros da solução nutritiva que são ajustados diariamente pelos produtores são o pH e a condutividade elétrica. Além desses, outros parâmetros muito importantes e que também deveriam ser controlados, são a temperatura e oxigenação da solução nutritiva, a temperatura e umidade relativa do ar e a luminosidade que incide sobre as plantas.

A automação da fertirrigação de sistemas hidropônicos permite a manutenção das condições de cultivo mais próximas às ideais para as plantas, evitando as grandes variações que podem interferir e prejudicar o seu desenvolvimento. O pH da solução nutritiva aplicada às plantas é um exemplo de parâmetro que deve ser ajustado diariamente.

Variações acentuadas do seu valor podem reduzir a disponibilidade de nutrientes para as plantas. A forma mais comum de se fazer esse ajuste é manualmente, pela aplicação de soluções ácidas ou básicas, o que demanda bastante tempo, principalmente em hidropônicas que possuem grande quantidade de reservatórios de solução nutritiva.

Para fazer esses ajustes, o produtor ou o funcionário deve recebe um bom treinamento, pois apesar de ser simples, qualquer erro nesse manejo pode comprometer severamente a produção. Por isso, a automação da fertirrigação, além de evitar situações desfavoráveis ao crescimento vegetal, irá reduzir a demanda de mão de obra.

E considerando que a mão de obra é um dos componentes que mais impactam o custo de produção em sistemas hidropônicos, a automação também permitirá o aumento da lucratividade do empreendimento.

Como funcionam

Basicamente, os sistemas de automação da fertirrigação em sistemas hidropônicos são compostos por:

” Sensores, que identificam as condições do ambiente (luminosidade, temperatura e umidade) ou da solução nutritiva (condutividade elétrica, pH, temperatura e oxigênio);

” Microcontrolador, que receberá os sinais dos sensores e, baseado em informações pré-determinadas, irão acionar as bombas;

” Display, para visualização de informações;

” Bombas, que injetam soluções específicas no sistema; e

“Reservatórios de soluções ácidas e básicas, para ajuste do pH, e soluções nutritivas concentradas A e B, para ajuste da condutividade elétrica.

Automação da fertirrigação           

A automação da fertirrigação, de maneira simplificada, funciona da seguinte forma: vamos supor que a condutividade elétrica da solução recomendada para cultivo de alface seja de 1,6 mS/cm. Esse valor deve ser ajustado no controlador, que também permite definir o quanto ele pode variar (por exemplo: entre 1,55 a 1,65).

O sensor de condutividade elétrica, inserido no reservatório de solução nutritiva, irá medir com uma determinada frequência (que pode ser de minutos a segundos) a condutividade elétrica da solução e enviará sinais para o controlador.

O controlador receberá esses sinais e, quando o valor da condutividade elétrica estiver fora do valor ajustado no controlador, irá acionar as bombas de injeção de soluções nutritivas ou a válvula de regulagem do volume de água do reservatório.

Caso a condutividade elétrica esteja abaixo do valor ajustado, o controlador acionará as bombas, que injetam pequenos volumes de soluções nutritivas concentradas até que a condutividade elétrica retorne ao valor adequado. Quando a condutividade elétrica estiver acima do ideal, o controlador acionará a válvula de regula o volume de água no reservatório, ou seja, adicionará mais água e, consequentemente, reduzirá a condutividade elétrica da solução.

O controle do pH também é feito de forma semelhante, mas o sensor é específico para medição de pH e as bombas injetam soluções ácida ou básica, de acordo com o valor identificado na solução, até que o pH volte ao valor adequado.

Os sensores de temperatura e de oxigenação geralmente podem ser utilizados para monitoramento e identificação de situações estressante para as plantas. Quando o sensor reconhece que as condições estão fora do limite tolerado (ajustado pelo produtor), o controlador emite um comando, que pode ser para disparar uma sirene, ou envia uma informação via aplicativo de celular, ou aciona algum equipamento que auxilie na correção dessa situação, como por exemplo, o acionamento de microaspersores sobre as bancadas hidropônica para ajudar na redução da temperatura da solução nutritiva.

Em campo

A automação da fertirrigação em sistemas hidropônicos ainda é pouco difundida no Brasil, principalmente devido à falta de empresas especializadas que forneçam equipamentos específicos e assistência técnica.

Algumas empresas do setor já vêm desenvolvendo sistemas de automação e, provavelmente em breve, disponibilizarão seus equipamentos aos produtores. Sistemas de automação “caseiros” já foram desenvolvidos por alguns produtores e instituições de pesquisa, contudo, os componentes eletrônicos usados geralmente são adaptados, não apresentando, muitas vezes, o desempenho e custo desejado para uma hidroponia comercial.

Problemas mais frequentes

Um dos principais problemas na automação da fertirrigação de sistemas hidropônicos é o escasso número de empresas e insumos específicos para sua implantação, orientação técnica e manutenção dos equipamentos.

As grandes empreses que utilizam a técnica de hidroponia para produção vegetal, muitas delas na área da floricultura, adquirem equipamentos, materiais e até mesmo assistência técnica fora do Brasil. Para empresas de produção de hortaliças hidropônicas, cujos produtos possuem menor valor agregado em comparação às flores, de maneira geral, os custos para obtenção desses insumos e assistência técnica no exterior não justifica o investimento.

O custo

A definição exata do custo de aquisição e implantação de um sistema de automação da fertirrigação é difícil de ser feita devido à falta de empresas especializadas e de insumos específicos para essa finalidade.

Usando-se sensores, controladores e outros equipamentos existentes no mercado brasileiro, um kit de automação para um setor de hidroponia (um reservatório de solução) pode custar de R$ 500 a R$ 5 mil somente em insumos.

Contudo, a dificuldade maior é a instalação e calibração, que exige mão de obra capacitada, o que é restrita e cara.

Investimento x retorno

Uma das principais vantagens dos sistemas hidropônicos apontada pela maioria dos produtores que migraram do cultivo convencional para a hidroponia é a redução da mão de obra. Entretanto, quando analisamos todos os itens que compõem os custos de produção de uma empresa hidropônica, a mão de obra é o que mais impacta, variando de 20 até 40% do custo total de produção.

Evidentemente, nem toda a mão de obra é utilizada para o manejo da fertirrigação, mas a automação dessa atividade irá reduzir significativamente o custo de produção. Além disso, automatizar a fertirrigação também trará uma condição mais próxima do ideal para o cultivo das plantas, evitando grande variações e erros de manejo que muitas vezes acabam reduzindo a eficiência produtiva e, consequentemente, afetando o retorno financeiro do empreendimento.

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