O que há de novo na agricultura 4.0?

Inovação e a tecnologia movem a agricultura 4.0 em todo o mundo, com foco em sustentabilidade, bioeconomia e transformação digital, impulsionada pelas agtechs

Se o agro não para, tão pouco a agricultura digital, responsável nos últimos anos por importantes avanços no agronegócio, com soluções tecnológicas e inovadoras para o setor.

A todo momento surgem novidades para auxiliar os produtores rurais a reduzir os custos com a produção, terem maiores rendimentos e sustentabilidade em suas lavouras.

Grandes empresas públicas e privadas, além de agtechs – as startups do agronegócio –, têm apresentado soluções baseadas em inteligência artificial, machine learning, internet das coisas e data science que impulsionam cada vez mais a automação no campo.

Por conta desses avanços, o atual estágio de desenvolvimento tecnológico em que se encontra o agronegócio brasileiro é o da agricultura 4.0.

Saiba, neste artigo, sobre o desenvolvimento tecnológico no agro brasileiro, com destaque para os impactos da digitalização no campo, a agricultura 4.0, desafios e o próximo passo: a agricultura 5.0.

Boa leitura! 

A agricultura 4.0 e sua importância para o Brasil

A agricultura 4.0 é de grande importância para o cenário desafiador que vive o agronegócio, com as mudanças climáticas, consumidores mais exigentes e maior competitividade de mercado.

Mas até chegar à fase atual de desenvolvimento do setor agrícola, tivemos que passar por outras etapas, conforme a Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária) pontua:

  • Agricultura 1.0: até 1950, marcada por intensa mão de obra e baixa produtividade;
  • Agricultura 2.0: de 1950 a 1990, de grandes rendimentos, Revolução Verde, melhoramento genético, uso de fertilizantes, agroquímicos e mecanização;
  • Agricultura 3.0: iniciada na década de 1990, com a agricultura de precisão, sistemas de posicionamento global, softwares de aplicação agrícola e biotecnologia;
  • Agricultura 4.0: a partir de 2015, é marcada por tecnologias mais robustas, com a computação em nuvem, sensores, drones, imagens de satélite, big data e aplicativos móveis. É a atual fase de desenvolvimento da agricultura brasileira;
  • Agricultura 5.0: é para onde estamos indo, com o uso da inteligência artificial, internet 5G, robótica, biologia sintética, impressão 3D e 4D e agricultura vertical. Muitas dessas tecnologias estão em experimentação ou em uso efetivo no Brasil.    
Evolução Da Agricultura 4.0 (Fonte: Embrapa, 2020)
Evolução da agricultura 4.0 (Fonte: Embrapa, 2020)

Seguir o caminho da tecnologia e da inovação no agronegócio é mais que necessário.

Isso porque, o agro terá de lidar com um cenário de crescimento da população mundial, alta concentração urbana, maior expectativa de vida das pessoas e alterações no padrão alimentar e econômico.

Por conta disso, a ONU (Organização das Nações Unidas) prevê que até 2050 haverá aumento na demanda de alimentos, energia e água em todo o planeta.

Agricultura 4.0 E O Desafio Do Aumento Na Demanda Mundial Por Alimentos.
Fonte: FAO (Food and Agriculture Organization)/United Nations – Adaptado por Canal Rural

Diante disso, é preciso produzir cada vez mais alimentos com sustentabilidade ambiental, tendo a agricultura de precisão e digital como aliadas.

E o Brasil, como potência agrícola global, tem sido protagonista neste assunto. Veja abaixo como a agricultura digital tem impactado o país.

Qual o impacto da digitalização no agronegócio?

A digitalização no agronegócio, com os avanços da agricultura 4.0, tem provocado diversos impactos que contribuem para a sustentabilidade da produção e do meio ambiente.

Hoje, com a alta dos custos de produção, sobretudo de fertilizantes, sementes e agroquímicos e escassez de água, é preciso que tudo seja calculado.

Quanto mais dados se obter sobre todas as fases da produção agrícola, melhor para o desenvolvimento de manejos mais eficientes.

Pesquisas diversas mostram que com o uso das técnicas de agricultura de precisão, por exemplo, é possível reduzir o uso de insumos em geral entre 30% a 45%.

Isso ocorre porque a aplicação dos insumos é feita conforme a necessidade de cada talhão, em taxa variável, e não em taxa média para todo o terreno, como era antigamente.

estações meteorológicas inteligentes são capazes de fornecer informações de monitoramento do tempo de forma automática e muito mais rápido.

Além disso, há equipamentos funcionam por meio da inteligência artificial e da telemetria, com sensores espalhados pelo campo, os quais coletam dados diversos e os analisam em tempo real.

Com esses dados é possível manejar melhor pragas e doenças, além da irrigação, fornecendo a quantidade de água necessária para a planta.

Há também tecnologias permitem registrar as atividades em um caderno de campo digital, com armazenamento em nuvem das informações, o que reduz o risco de perda das anotações.

Agricultura 4.0 - Monitore O Microclima Da Sua Lavoura Com A Estação Meteorológica Da Agrosmart
Agricultura 4.0 – Monitore o microclima da sua lavoura com a estação meteorológica da Agrosmart

Já na agroindústria, a digitalização das operações, com tecnologias da agricultura 4.0, otimiza os processos de pós-colheita, beneficiamento e a transformação dos produtos agrícolas.

Além disso, a automação já vem elevando a segurança dos processos industriais, como a moagem da cana-de-açúcar e de grãos. Enquanto sensores facilitam a limpeza, secagem, armazenagem, identificação de resíduos, a padronização, qualificação, embalagem e o empacotamento de grãos, frutas, hortaliças, carnes e leite.

Algumas tecnologias utilizadas na agricultura 4.0 

Com o avanço das tecnologias voltadas para o agronegócio, há vários equipamentos e serviços de tecnologia digital que são oferecidos pelo mercado.

Veja abaixo algumas das principais tecnologias utilizadas na agricultura 4.0.

Computação em nuvem

É um serviço de computação que inclui servidores, armazenamento, banco de dados, redes, softwares, análise e inteligência de dados por meio da internet.

Por meio da computação em nuvem, é possível realizar diversas atividades sem que você precise instalar hardwares ou softwares que enchem a memória do computador ou celular.

Além disso, não é preciso se preocupar com atualizações das ferramentas, já que elas ocorrem de forma automática. Você ganha tempo e economiza dinheiro.

No agronegócio, a computação em nuvem pode ser utilizada tanto por particulares, em uma fazenda, ou por empresas que atuam no setor, como as agroindústrias ou agtechs.

Ao trabalhar com computação em nuvem, aumenta-se a capacidade de armazenamento das informações e análises, além da facilidade de acesso e distribuição das atribuições entre colaboradores de forma mais ágil.

Na nuvem ficam armazenados os dados coletados em campo, como sobre a quantidade de insumos aplicados com base na recomendação da taxa variada ou sobre a incidência de alguma praga ou erva daninha, com detalhes sobre o estágio da infestação.

Redes de sensores 

O uso de sensores do agronegócio teve início com a agricultura 3.0 e foi aperfeiçoado com a agricultura 4.0, de modo que atualmente eles realizam diversas funções em campo, ligadas à coleta, monitoramento, transmissão e processamento de dados.

Neste sentido, existem sensores de vários tipos, tanto de uso manual quanto em drones, capazes de obter informações sobre o estado nutricional da planta e do solo, por exemplo.

Os sensores podem, ainda, capturar imagens em movimento e dados sobre a pressão, umidade do solo, nível da radiação solar, e do índice de vegetação das plantas.

Os dados podem ser monitorados em tempo real e analisados para tomada de decisão.

Drones e imagens de satélite

Os drones são uma das ferramentas mais importantes na agricultura 4.0.

Eles podem desempenhar diversas funções: desde o mapeamento de áreas até a aplicação de fertilizantes e agrotóxicos em taxa variada.

Por meio dos drones, ainda é possível obter informações sobre o estado nutricional das plantas e do solo, além do índice de vegetação das culturas – através de imagens em NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada).

Existem drones de vários tipos, preços e com funcionalidades diversas. Dentre os benefícios, estão a coleta de dados em menos tempo, economia de custos com a redução na aplicação de insumos e menor impacto no meio ambiente.

Os satélites, por sua vez, exercem funções semelhantes a dos drones no que se refere a captação de imagens para o monitoramento da lavoura por meio de imagens em NDVI ou outro tipo de índice – o NDVI é o mais utilizado na agricultura. A qualidade das imagens depende do satélite e da resolução espacial e temporal.

Uma vantagem das imagens de satélite em relação ao drone no monitoramento do índice de vegetação com imagens em NDVI é que você não precisa de um software para ver os dados, já que eles são expostos no sistema que está utilizando no computador, por exemplo.

Uma das principais imagens de satélite utilizadas é o do Sentinel-2, da ESA, a Agência Espacial Europeia. 

Empresas de agricultura de precisão, sobretudo agtechs, também fornecem por meio de seus aplicativos de celular ou de computador imagens gratuitas de NDVI, como é o caso do aplicativo da Boosteragro. 

Análise de Big Data  

O Big Data pode ser entendido como um grande conjunto de dados caracterizados por 3V’s:

  • volume: alto volume de dados criados;
  • velocidade: alta velocidade na aquisição destes dados;
  • variedade: os dados vêm de fontes diversas e podem incluir desde números de medições até imagens, vídeos, áudios etc;

Ou seja, se são criados bancos de dados robustos com alto volume e variabilidade de dados e alimentação contínua a partir dos quais é possível criar sistemas inteligentes a partir do armazenamento e análise destes dados.

Agricultura 4.0 E As Aplicações De Big Data No Agro.
Aplicação de Big Data no agro e a Agricultura 4.0
(Fonte: Kamilaris et al. (2017), adaptado por Alessandro Alvarenga, Rehagro)

A grande vantagem dele é que é possível fazer um tratamento e processamento de dados bem maior que outros sistemas, e com arquivos oriundos de diversas fontes.

No Big Data é possível construir relações com as análises dos dados para extrair informações úteis e estratégicas para o manejo das lavoura, a gestão da propriedade rural e até de agroindústrias.

Aplicativos móveis 

O uso de aplicativos na agricultura 4.0 tem sido uma das atividades que mais se popularizaram na digitalização da agricultura, graças também às agtechs.

Isso se deve ao fato de que parte deles serem de uso gratuito ou mesmo os pagos possuírem versões gratuitas básicas ou por um certo período de experimentação.

A utilização dos aplicativos vai desde o acompanhamento do NDVI até a gestão financeira e administrativa que envolve leis trabalhistas e tributárias, até a comercialização de produtos, incluindo a compra de insumos por parte dos produtores rurais.

De acordo com uma pesquisa da Embrapa, no Brasil ao menos 84,1% dos produtores utilizam alguma tecnologia digital, a maioria deles para atividades gerais, para obter e divulgar informações; e uma parcela significativa de 22% para gestão da produção agrícola.

Os aplicativos também são utilizados para análise das condições climáticas ideais para aplicação de defensivos, no controle biológico, bem-estar animal, acompanhamento de safras e na comercialização de produtos agrícolas.

Agricultura 4.0 E O Retrato Da Agricultura Digital Brasileira.
Agricultura 4.0 e o retrato da agricultura digital brasileira (Fonte: Embrapa, 2020)

Desafios e oportunidades na agricultura 4.0 

As conquistas obtidas com a introdução da tecnologia e da inovação no agronegócio brasilero são inúmeras, mas o país ainda tem importantes desafios pela frente.

Um dos principais, na análise dos pesquisadores Edson Luís Bolfe e Silvia Maria Fonseca Massruhá, da Embrapa Agricultura Digital, é o Brasil viabilizar soluções disruptivas e assumir o seu papel de protagonista na produção agrícola sustentável, com reconhecimento internacional.

Para isso, é preciso, conforme os pesquisadores, maiores investimentos públicos e privados em ciência, inovação, empreendedorismo, infraestrutura de conectividade, comunicação e capacitação profissional em agricultura digital.

Além disso, a capacitação tanto profissional quanto dos próprios agricultores para lidar com as tecnologias digitais – muitas delas de uso gratuito – é também um dos principais gargalos do setor.

Não tem como haver avanços significativos na agricultura 4.0 sem que se saiba manusear as ferramentas digitais para efetivo usufruto de seus benefícios.

Uma pesquisa recente sobre o ensino em agricultura de precisão nos cursos de agronomia de instituições de ensino superior no Brasil, com participação de 162 cursos (58,1% do total de cursos no país), mostrou que mais da metade deles abordam a agricultura de precisão como parte de outra disciplina.

Cursos das regiões Sul e Sudeste destacaram-se na oferta da agricultura de precisão como disciplina obrigatória, e das regiões Centro-Oeste e Norte como disciplina optativa.

O estudo ainda destaca a necessidade da inclusão de disciplinas de agricultura de precisão nas grades curriculares dos cursos de agronomia no Brasil, para promoção da capacitação profissional e atendimento das demandas sociais e econômicas por mão de obra especializada na área.

Agricultura 4.0 e as novas tecnologias no Agro | #AGRÔNOMOCONECTADO – Aumento de rentabilidade para o produtor

As oportunidades que a agricultura 4.0 oferece são inúmeras e a tendência é cada vez mais aparecerem soluções inovadoras baseadas em tecnologia digital.

Contudo, deve-se reforçar o investimento no capital humano com vistas à capacitação para uso de tais ferramentas.

Os próximos passos: a agricultura 5.0

Mesmo com grandes desafios a serem alcançados, o Brasil segue em ritmo acelerado rumo à agricultura 5.0.

Pois é, além da agricultura 4.0 já podemos falar em agricultura 5.0 que deve ser marcada pelo uso da inteligência artificial, robótica, biologia sintética, impressão 3D e 4D, agricultura vertical etc.

Uma propriedade rural em que seus processos são baseados na automação com as tecnologias de agricultura 5.0 é o que se chama de fazenda inteligente.

Na China, as fazendas verticais já são realidade.

Recentemente, a empresa Zhong Xin Kaiwei inaugurou sua fazenda vertical para criação de porcos num prédio de 26 andares, e capacidade para abater 1,2 milhão de animais por ano.

Outra empresa, a Muyuan Foods, está construindo 21 prédios para criação de suínos. A previsão é abrigar 84 mil matrizes e abater 2,1 milhões de suínos por ano.

Nas fazendas verticais também podem ser feitas produções agrícolas, sobretudo de hortaliças. Todo o processo de desenvolvimento é controlado por meio de ferramentas digitais, desde o fornecimento de água até a quantidade de nutrientes e luz artificial.

Até 2025, as fazendas verticais devem movimentar cerca de 9,6 bilhões de dólares.

Além disso, operações robotizadas estão em experimento no Brasil com a chegada da internet 5G.

As oportunidades são inúmeras, inclusive para atender a públicos específicos, como é o caso da biologia sintética. Recentemente, a startup israelense Future Meat anunciou a primeira fábrica de carne cultivada em laboratório no mundo.

Por esse método, segundo a empresa, é possível gerar 80% menos de gases de efeito estufa, 99% menos terra para pastagens e 96% menos água, em comparação a uma produção convencional de carne.

Conclusão

O agro tem um enorme desafio de ampliar a produção de alimentos nos próximos anos e de forma mais sustentável do ponto de vista ambiental, econômico e social.

Neste cenário, a tecnologia tem um papel fundamental de colaborar para a transição de modelos de produção cada vez mais eficientes.

Assim, ferramentas e soluções da agricultura 4.0 e até mesmo a agricultura 5.0 devem ganhar espaço no mercado nos próximos anos.

Além disso, a agricultura 4.0 pode ser percebida de diversas formas nas propriedades rurais ou na agroindústria, mesmo que ela, de fato, não esteja implementada.

Mas, ainda há desafios para que possamos avançar neste contexto, como a conectividade, a capacitação profissional e a infraestrutura digital.


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