AGRITECH: SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS, AUTOMÁTICO E DE BAIXO CUSTO, PARA A OTIMIZAÇÃO DE INSUMOS, ÁGUA E ENERGIA ELÉTRICA, NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA.
Membros que participaram do artigo:
– Artur Bonini do Prado
– Daniela Mendes Lopes
– Mariana Pereira da Silva
– Natalia Gonçalez dos Santos
– Roseli Ferreira dos Santos
– Luiz Gustavo Freddi Lomba Filho
– Paula Garcia Lima
Resumo:
A plataforma AGRITECH é um sistema de aquisição de dados, automático e de baixo custo, para a otimização de insumos, água e energia elétrica na produção agrícola. Além disso, oferece redução do consumo de água, energia e aumento na produtividade da lavoura, através da análise dos dados obtidos pelos sensores O AGRITECH é constituído por sensores microcontroladores e um sistema fotovoltaico para controle da irrigação, maximizando a produtividade e controlando os custos. Pela plataforma, o agricultor terá acesso a esse histórico e a real necessidade de água do solo no processo de cultivo, bem como a medição diária da umidade do ar e do solo, leitura enviadas diretamente para banco de dados via internet, aquisição de dados com baixo custo financeiro acessadas por via de uma plataforma atualizada constantemente. O projeto foi desenvolvido para uma abordagem qualitativa, aplicando as ferramentas PM Canvas e a jornada PCUV.
Palavra – chave :AGRITECH, plataforma digital, PM Canvas
- INTRODUÇÃO
A produção de alimentos necessita de uma grande quantidade de água, para que o crescimento da produção agrícola seja saudável e apresente alto rendimento. No território brasileiro existe sazonalidade pluvial com estações secas e chuvosas, influenciando diretamente na produtividade das lavouras ocasionando perdas pela ausência e excesso de umidade no solo.
Sendo a cadeia de produção agrícola uma área de grande importância no Brasil, e que consome muitos recursos, como a água e energia, foi idealizado um produto que pudesse otimizar o uso de recursos, assim como auxiliar a produção agrícola. Surgiu então o AGRITECH, sistema de aquisição de dados para aferimento da umidade do solo, ar, e temperatura, por meio de sensores, microcontroladores e um sistema fotovoltaico, para garantir a tomada de decisão no plantio de culturas, através das informações coletadas em campo e transmitidas a um banco de dados e acessadas por via de uma plataforma.
Com isso, o produtor terá acesso remoto por meio de aplicativo em tempo real. Além de receber notificações de alerta estimando assim a próxima irrigação, para o início do plantio, o sistema cruza os dados inseridos com sensores de umidade, estimando um cronograma de irrigação; também podendo ser conectados com os sistemas automatizados, garantindo eficiência e evitando falhas por programação manual.
O AGRITECH faz com que o usuário final do produto tenha em mãos informações precisas referente ao clima e possam intervir nas condições que o solo apresente caso seja necessário e não dependam exclusivamente do tempo, como é o caso de grandes períodos de estiagem. Tendo em vista a importância que a agricultura tem tanto para produção de alimento, produtos cosméticos e fabricação de medicamentos à base natural. A nova atualização do AGRITECH, conta a aproximação entre o fornecedor e os usuários para facilitar a oferta e procura de produtos agrícolas.
Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi projetar uma plataforma de controle de umidade de solo seguindo as metodologias aplicadas durante o curso de pós-graduação em Empreendedorismo e inovação tecnológica nas Engenharias. Além disso, destaca-se que o AGRITECH, tem como propósito diminuir o desperdício de água e perda da lavoura, devido às incertezas climáticas, obtendo planejamento preciso sobre a irrigação de cada tipo de cultura.
- REFERENCIAL TEÓRICO
A agricultura é uma das principais bases da cadeia produtiva, ela consiste na prática econômica do uso de terras para a produção. A produção primária são alimentos, que além de contribuir para alimentação do ser humano, serve de matéria prima para indústria e comércio transformando em produtos secundários, como o algodão para produção de roupas.
Esse setor consome 70% do montante de toda a água consumida no planeta. No Brasil este número sobe para 72% por ser um país menos desenvolvido. (Fundo das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação – FAO, 2019)
A irrigação é fator de grande impacto para o cultivo da maioria das lavouras. Em regiões, como o Centro-Oeste, a quantidade de chuva é suficiente para atender as necessidades de uma cultura. Entretanto, isso não ocorre durante o ano todo, devido às épocas de estiagem e as mudanças climáticas que vêm ocorrendo ao longo dos anos.
Atualmente a tecnologia está a favor do campo, no caso o sensor de umidade, que permite medir a umidade de forma mais profunda. O equipamento contribui para o controle da quantidade de água usada, auxiliando na previsibilidade da sua produção, gerando uma economia de até 50% no uso da água para irrigação. O monitoramento do solo também reduz os gastos com energia elétrica, assim, o produtor fica sabendo quais áreas da sua lavoura apresentam maior facilidade ou dificuldade de reter água.
Segundo Borges (2014), a coleta de dados das grandezas como temperatura, umidade, pressão, vazão, de forma rápida e confiável, convertidas para meio digital de forma instantânea.
Analisando os 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) foram adotados em 2015, que devem ser cumpridos até o ano de 2030. Em relação ao segundo objetivo fome zero e agricultura sustentável. Comparando a escassez dos recursos hídricos e o objetivo da ODS, a tecnologia e automação vem chegando à área rural, aos produtores, agricultores, pecuaristas.
Esse avanço da tecnologia para a agricultura sustentável, é de grande importância, mais, em contrapartida os pequenos produtores encontram dificuldades para a aquisição dos equipamentos devido ao alto custo.
- METODOLOGIA
O projeto que envolve o AGRITECH foi desenvolvido por meio da ferramenta do PM Canvas e a jornada PCUV (Problema-Construção-Uso-Valor). O Project Model Canvas é uma metodologia de gestão de projetos que consiste em agrupar e relacionar as diversas áreas de um projeto de forma visual, utilizando um quadro e post-it. Existem diversos tipos de Canvas sobre todo tipo de assunto, porém o PM Canvas foi o precursor na área de gerenciamento de projetos. Além disso, é importante não confundir o PM Canvas, que modela um PROJETO e IMPLANTAÇÃO, com o Business Model Canvas (Osterwalder) que trata de um modelo comercial, um NEGÓCIO em funcionamento contínuo com relacionamento com clientes e canais (FINOCCHIO JUNIOR, 2013).
Sendo assim, a Figura 1 apresenta o PM Canvas preenchido e a maneira como os blocos estão dispostos, organizados e divididos em 13 tópicos. Esta foi uma metodologia muito utilizada durante o desenvolvimento do curso de Pós-graduação em Empreendedorismo e inovação tecnológica nas Engenharias.
A versão completa do PM Canvas está disponível em: https://drive.google.com/file/d/1yTYyKekrhOoxvDvIn97bA3he_CnJ02rj/view?usp=sharing.
- RESULTADOS, BENEFÍCIOS, ANÁLISES, DISCUSSÕES E PROPOSTA
Para o desenvolvimento do AGRITECH foi utilizado o Bussines Model Canvas, estudado durante o modulo de Empreendedorismo do curso de pós-graduação em Empreendedorismo e inovação tecnológica nas Engenharias. O Canvas do modelo de negócios, como também é conhecido, é fundamental para desenvolver o modelo de negócio, seja na fase de criação de um novo negócio ou para empresas que buscam atualização no mercado.
Trata-se de um mapa visual, sendo assim uma ferramenta menos burocrática estratégica de gestão de negócios e de implantação de novas frentes, durante esse processo faz com que todos os envolvidos tenham insights e ideias, para serem expostas e analisadas, para definir o caminho a ser seguido.
A Figura 2 apresenta o Canvas do modelo de negócios desenvolvido para o produto.
Para Osterwalder e Pigneur (2011), o Canvas se trata de uma metodologia, que tem como objetivo descrever, pensar, sobre o modelo de negócios da sua organização, de seus concorrentes ou de qualquer outra empresa. O Canvas foi aplicado e testado em vários locais do mundo, podemos citar algumas grandes organizações, como IBM, Ericsson, Deloitte, Public Works, o governo do Canadá, entre outras.
Outra ferramenta usada ao longo do processo de desenvolvimento deste trabalho, foi o discurso de elevador. Consiste em uma apresentação curta e direta, contendo apenas informações essenciais e diferenciadas, com duração de 3 a 5 minutos, com objetivo de despertar o interesse da outra parte (investidor ou cliente) pelo seu negócio.
Estruturados, através das seguintes questões a serem respondidas?
- Qual é a oportunidade?
- O Mercado que irá atuar?
- Qual é a sua solução?
- Seus diferenciais?
- O que está buscando?
As 5 Forças de Porter, foi uma ferramenta de estratégia essencial, onde podemos analisar:
A rivalidade entre os concorrentes onde foi observado que se a competitividade for baixa, duas hipóteses podem ser consideradas, baixa demanda pelo produto ofertado ou obsolescência. Quando a concorrência é forte verificasse que a disputa por clientes seria bem maior, levando em consideração a possibilidade de o mercado estar saturado.
Dificuldade de entrada de novos concorrentes com o objetivo de descobrir qual é a facilidade da inserção de novos players no ramo.
Poder de barganha dos consumidores, determina o quanto os consumidores influenciam na sua posição de mercado, levando em conta a participação de cada cliente na receita, analisando os concorrentes para saber o quão disputado o consumidor é.
Ameaça de produtos substitutos, para os casos de maior risco, não são os concorrentes, mas sim a obsolescência do produto ofertado devido ao surgimento de novas mercadorias ou serviços. Deve-se pensar em inovação, automação de tarefas, protótipos de substitutos e soluções alternativas.
Poder de barganha dos fornecedores, mostra a lógica do poder relacionado aos clientes. Analisamos a demanda dos fornecedores seja baixa sua posição de poder é fraca pois dependemos dele. Porém os papéis se invertem quando a situação é de alta competitividade pelo fornecimento.
As inovações presentes no produto são: novos sensores e atuadores para controle da umidade disponível no solo. Quanto aos serviços, pode-se destacar novas aplicações na previsão da quantidade de água necessária na irrigação. Um sistema mais produtivo oferecendo serviços para muitos produtores agrícolas, utilizando, por exemplo, apenas uma plataforma funcionando como estação meteorológica, levando informações precisas, sobre o clima, umidade, do tempo e do solo, para um aumento na produção, sem perdas no plantio de culturas.
Para o desenvolvimento do Agritech, se define em duas principais atividades, equipamentos que são instalados em campo (sistema inteligente de monitoramento da umidade do solo) e a plataforma que apresenta os dados processados recolhidos em campo.
A princípio divide-se as atividades em duas atividades principais: a relacionada aos equipamentos que são instalados em campo (sistema inteligente de monitoramento da umidade do solo) e a plataforma que apresenta os dados processados recolhidos em campo.
Primeiro será feito todo o levantamento em campo da área a ser instalado os equipamentos. Obtendo as seguintes informações: a metragem da área, tipo e as características do solo, o tipo de plantio que será cultivado, o clima da cidade e região, o sistema de internet do local. Assim, o próximo passo será a análise dos dados coletados, no qual será estipulado a quantidade de sensores a ser usado, qual o sistema fotovoltaico ideal, qual plano de internet necessária envio de dados em tempo real para a plataforma.
Nessa etapa será importante a participação de vários funcionários, para medição e identificação do tipo de solo, é responsabilidade do engenheiro civil e agrônomo. A equipe de desenvolvimentos fica responsável pela análise e cruzamento de dados coletados e levantamento dos materiais necessários. O sistema fotovoltaico fica de responsabilidade do engenheiro eletricista.
Já a plataforma, faz a integração dos dados coletados em campo, cruzando com nosso algoritmo, resultando no sistema inteligente e automatizado, levando ao produtor os dados de umidade do solo, quais culturas são indicados para o plantio de acordo com seu tipo de solo, gerando tabela com os dados de data e hora para irrigação, podem até automatizar a irrigação pela plataforma.
O sistema de T.I. fica encarregado por toda a programação da plataforma, gerando cruzamento dos dados coletados no campo em tempo real com o algoritmo desenvolvido para Agritech. Nesta etapa é de grande importância o uso da inovação, a princípio o serão utilizados as tecnologias como, Cloud Computing para armazenamento dos dados, a Segurança da Informação para a confiabilidade dos dados de cada cliente, a ciência de dados para a análise de grandes volumes de informações e transformação desses dados em conhecimento útil e relevante.
O sistema de vendas do AGRITECH para abordagem dos clientes será realizado por meio dos representantes de vendas que apresentaram a proposta do produto e serviço oferecido aos potenciais clientes, exposições em feiras de agronegócio e tecnologias, assim como promoções e divulgações através das mídias sociais.
As mídias sociais são fundamentais, ainda mais nos dias de hoje, a equipe de marketing e publicidade, criam toda a parte visual do site, plataforma, redes sociais, para garantir a publicidade e propaganda, divulgando os nossos serviços, resultados e entregando valor ao AGRITECH, o Empreendedorismo, toda forma de entrega de produto ou serviço pode ser caracterizada como um negócio, seja ele grande ou pequeno é fundamental saber administrar e fazer a gestão do negócio, o DevOps para a integração das equipes que desenvolvem os softwares, as de operações e as de apoio, e a adoção de processos automatizados para produção rápida e segura.
O AGRITECH tem como um de seus princípios a sustentabilidade, o que faz com que seja possível criar valor a empresa não somente no setor agrícola, mas em todos aqueles que em algum momento de sua cadeia produtiva ou de consumo seja beneficiado direta ou indiretamente pelos serviços prestados pelo AGRITECH, destacando aqueles que terão um aumento da produtividade em campo, e redução na utilização de recursos naturais, resultando assim um alcance da sociedade como um todo.
- CONSIDERAÇÕES FINAIS
Observando o cenário mundial verifica-se que existe um constante incentivo para levar tecnologia ao campo, com o intuito de otimizar os resultados. Em dezembro de 2020 a ABDI (Agência Brasileira de Desenvolvimento Industrial) selecionou 14 projetos que usam tecnologia 4.0 (como Internet das Coisas – IoT, sensoriamento remoto e Inteligência Artificial, tecnologias de comunicação e robótica) para o Programa Agro 4.0.
O investimento deste programa gira em torno de R$ 4,8 milhões, mostrando assim que o cenário comercial para projetos que oferecem soluções tecnológicas para o agronegócio além de bem-vindas, conseguiram receber investimentos e aceitação comercial a partir do momento que um protótipo seja desenvolvido.
Dessa forma, os fatos comprovam que as perspectivas do AGRITECH são otimistas por ser um produto que vai de encontro com as necessidades do agronegócio. Por fim, é possível listar algumas vantagens e retorno financeiro do uso do AGRITECH, são elas:
Aumenta a produtividade de 2 a 3 vezes em relação a áreas não-irrigadas
- Reduz riscos de produção
- Estimula a modernização dos sistemas no campo
- Melhora a qualidade dos produtos
- Aumenta a oferta de alimentos e a utilização do solo durante o ano
- Os sistemas para controle de irrigação inteligentes
REFERÊNCIAS
BORGES, F. F.; NUNES, O. J. S; BORGES, I. R. F. Coletor de dados de baixo custo, baseado na plataforma arduino, para aplicações em pesquisas sobre meio ambiente. [S. l.: s. n.], 2014.
CASTRO, C. M. Apráticada pesquisa. São Paulo: McGraw Hill, 1981
CUNHA, A. R.; MARTINS, D. Estudo comparativo entre elementos meteorológicos obtidos em estações meteorológicas convencional e automática em Botucatu, SP, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 12, n. 1, p. 103-111, 2004.
FINOCCHIO JUNIOR, JOSÉ. (2013). “Project Model Canvas”. São Paulo: Editora Campus, 2013
GALINA, M. H.; VERONA, J. A. Fontes de observações meteorológicas no Estado de São Paulo. Estudos Geográficos, Rio Claro, v. 2, n. 1, p. 107-118, 2004.
OSTERWALDER, A.; PIGNEUR, Y. Business Model Generation – inovação em modelos de negócios: um manual para visionários, inovadores e revolucionários. Alta Books, 2011. 300
PRADO, ARTHUR BONINI. Proposta de sistema de aquisição e transmissão de dados para suporte à irrigação.2019.65 f. Dissertação (mestrado em Profissional em Rede Nacional em Gestão e Regulação de Recursos Hídricos – PROF – ÁGUA. – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira – UNESP.
ROZENFELD, H.; FORCELLINI, F.A.; AMARAL, D.C.; TOLEDO, J.C.; SILVA, S.L.; ALLIPRANDINI, D.H.; SCALICE, R.K. Gestão de Desenvolvimento de Produtos: uma referência para a melhoria do processo. São Paulo: Saraiva, 2006.
Artur Bonini do Prado
Engenheiro Eletricista
CREA-SP 5060237180
E-mail: artur.bonini@ipside.com.br
