Os recursos terrestres e hídricos cada vez mais limitados inspiraram o desenvolvimento da agricultura de precisão, que consiste na utilização de tecnologia de detecção remota para monitorizar dados ambientais do ar e do solo em tempo real para otimizar a produção agrícola. Maximizar a sustentabilidade dessa tecnologia é fundamental para uma gestão ambiental adequada e para a redução de custos.
Agora, num estudo publicado recentemente na Advanced Sustainable Systems, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram uma tecnologia de detecção de umidade do solo alimentada sem fios que é em grande parte biodegradável. Este trabalho é um marco importante na remoção dos gargalos técnicos remanescentes na agricultura de precisão, como o descarte seguro de dispositivos sensores usados.
Com uma população global crescente, é imperativo otimizar a produção agrícola e, ao mesmo tempo, minimizar o uso da terra e da água. A agricultura de precisão visa satisfazer estas necessidades conflituantes através da utilização de redes de sensores para recolher informações ambientais para a atribuição adequada de recursos às terras agrícolas quando e onde esses recursos são necessários.
Drones e satélites podem capturar muitas informações, mas não são ideais para deduzir a umidade e os níveis de umidade do solo. Para uma recolha de dados ideal, os dispositivos sensores de umidade devem ser instalados ao nível do solo e com alta densidade. Caso os sensores não sejam biodegradáveis, deverão ser recolhidos no final da sua vida útil, o que pode ser trabalhoso, tornando-os impraticáveis. Alcançar funcionalidade eletrônica e biodegradabilidade em uma tecnologia é o objetivo do presente trabalho.
“Nosso sistema compreende vários sensores, uma fonte de alimentação sem fio e uma câmera térmica para aquisição e transmissão de dados de detecção e localização”, explica Takaaki Kasuga, principal autor do estudo. “Os componentes do solo são em grande parte ecológicos; compostos por um substrato de nanopapel, um revestimento protetor de cera natural, um aquecedor de carbono e linhas condutoras de estanho.”
A base da tecnologia é que a eficiência da transmissão de energia sem fio ao sensor corresponde à temperatura do aquecedor do sensor e ao teor de umidade do solo circundante. Por exemplo, em posições e ângulos otimizados do sensor em solo liso, aumentar o teor de umidade do solo de 5% para 30% diminui a eficiência de transmissão de ~46% para ~3%. Uma câmera térmica captura imagens da área para coletar simultaneamente dados sobre o teor de umidade do solo e dados de localização do sensor. No final da safra, os sensores podem ser enterrados no solo para biodegradação.
“Visualizamos com sucesso áreas com déficit de umidade do solo usando 12 sensores em um campo de demonstração de 0,4 por 0,6 metros”, diz Kasuga. “Assim, nosso sistema funciona com altas densidades de sensores necessárias para a agricultura de precisão.”
Este trabalho tem o potencial de otimizar a agricultura de precisão para um mundo cada vez mais limitado em recursos. Maximizar o desempenho da tecnologia dos pesquisadores sob condições não ideais (tais como posições e ângulos irregulares dos sensores em solo áspero), e possivelmente para outras métricas ambientais do solo além dos níveis de umidade do solo, pode facilitar a adoção generalizada pela comunidade agrícola global.
Traduzido por Mateus Lynniker de Phys.Org
