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Fazendas urbanas crescem graças à IoT

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Uma iniciativa em Cingapura pretende desenvolver fazendas urbanas verticais usando uma plataforma de Internet das Coisas como Serviço (IoT-as-a-Service) para aprimorar os processos de produção de alimentos em centros urbanos e aumentar a produtividade das plantações.

Mundialmente reconhecida por seus avançados modelos de cidades inteligentes, Cingapura foi pioneira no desenvolvimento de um modelo semântico 3D, incluindo edifícios e infraestruturas e atributos de terrenos em regiões urbanas, entre outros elementos. “Fazendas urbanas estão se tornando um componente vital da ‘visão 30 por 30 ′ de Cingapura, e as tecnologias IoT serão um impulsionador importante da agricultura inteligente”, afirma Susan Loh, vice-presidente de marketing e desenvolvimento de Negócios da SPTel, companhia por trás da iniciativa. “Permitir que fazendas urbanas inteligentes explorem  a IoT para elevar o rendimento das culturas será fundamental para o sucesso de longo prazo desse programa de agricultura urbana de Cingapura.”

A empresa de agrotecnologia AbyFarm está conduzindo uma dessas fazendas verticais urbanas inteligentes, sem pesticidas e ambientalmente sustentáveis, na cobertura de um estacionamento na região de Ang Mo Kio.  De acordo com Phoebe Xie, cofundadora da Abyfarm, as tecnologias IoT são usadas para monitorar e automatizar os processos,  usando milhares de pontos de dados para entender o ciclo completo da plantação e criar ambientes ideais para elevar a produtividade e a qualidade da colheita.

Sensores IoT vinculados à plataforma IoT-a-a-S da SPTel facilitam o gerenciamento dos dispositivos e a coleta de dados. Grandezas como luz, temperatura do ar e da água, pH, umidade e nutrientes são medidas para que um agrônomo possa determinar o estado da plantação e identificar eventuais doenças.

A plataforma IoT-as-a-Service da SPTel se propõe a ajudar as fazendas urbanas a adotar soluções IoT em seus processos e a superar o desafio de ter de usar dispositivos de diferentes fornecedores para fazer o monitoramento das condições ambientais, por exemplo. A plataforma é capaz de monitorar e gerenciar vários sensores e aplicativos, independentemente de seus requisitos de implantação de gateway.

Com a plataforma da SPTel, as fazendas urbanas também podem conectar mais sensores IoT com facilidade à medida que crescem, mantendo o controle centralizado. Além disso, contando com a rede de hubs seguros da SPTel distribuída por Cingapura, essas fazendas podem usar a plataforma IoT com alcance por toda a ilha.

“A solução IoT-as-a-Service da SPTel para coleta e análise de dados permite rastrear vários sensores simultaneamente e nos tornar uma fazenda urbana autorregulada e sustentável, contando com tecnologias de IoT, automação e blockchain para registro da colheita que permite a rastreabilidade da fazenda à mesa, elevando os níveis de segurança alimentar”, destaca Phoebe Xie, da Abyfarm. “A AbyFarm está pronta para tornar as fazendas inteligentes e sustentáveis uma realidade em Cingapura.”

O Ministério de Sustentabilidade e Ambiente de Cingapura definiu a meta de produzir 30% das demandas nutricionais até 2030. Conhecida como “30 por 30”, a estratégia exige uma combinação de fatores, como espaços adequados para agricultura urbana e aumento da produção de alimentos, que depende da adoção e da implantação de diversas tecnologias, como as que estão sendo usadas na iniciativa de fazendas urbanas inteligentes.

Inspiração para o mundo

A agricultura é uma área em que tipicamente os governos investem. Mas se o governo está ocupado olhando para trás, ou tentando voltar para algum lugar no passado, as empresas privadas podem entrar e propor soluções avançadas, como é o caso de Cingapura e suas fazendas verticais.  O governo tem incentivado o consumo de alimentos frescos e orgânicos, cultivados localmente. Mas a ilha só tem 1% do total do seu território cultivado, obrigando-a a desembolsar cerca de US$ 10 bilhões por ano, importando 90% dos alimentos que consome. Aumentar a produção local é uma questão econômica que a agricultura urbana de alta tecnologia tenta resolver.

Fala-se muito na VertiVegies, uma das primeiras fazendas verticais criadas na ilha, depois da Sky Greens, a primeira no mundo. Mas não só ela tem brilhado. No fim de 2019, a Sustenir expandiu atividades para Hong Kong. Há um ano uma nova empresa de US$ 30 milhões (US$ 41,2 milhões), chamada Unfold, foi formada para desenvolver avanços na agricultura vertical, fruto de uma parceria entre a Temasek Holdings Pte e a Bayer AG, demonstrando a força desta tendência.

No mundo todo, investidores e empresários estão entusiasmados com o potencial da agricultura vertical para revolucionar o sistema alimentar global, e algumas empresas agrícolas verticais levantaram fartas quantias. Plenty, uma start-up com sede em San Francisco e a fazenda vertical mais bem financiada, levantou US$ 401 milhões em financiamento, com apoios como SoftBank, Alphabet Chairman Eric Schmidt e CEO da Amazon Jeff Bezos. As startups americanas AeroFarms e Bowery Farming não ficam muito atrás, com US$ 238 milhões e US $ 167,5 milhões em financiamento, respectivamente.

Embora tenha havido muita atenção sobre essas empresas, e suas façanhas, há dezenas de outras empresas no setor desenvolvendo suas próprias abordagens para a agricultura vertical, inclusive no Brasil. Pink Farm, BeGreen e MightyGreens são nomes sempre lembrados quando se toca no assunto por aqui.

Por fazenda vertical entenda-se qualquer prédio ou espaço no qual seja possível cultivar alimentos, mais alto do que um único andar. Usando iluminação LED adaptada às necessidades exatas da cultura, junto com sistemas de cultivo hidropônico avançados e cultivo em bandejas empilhadas verticalmente, sem exposição ao clima ou às estações, elas podem atingir rendimentos centenas de vezes maiores do que a mesma área de terras agrícolas tradicionais. Não por acaso, o mercado agrícola vertical deverá ultrapassar US$ 1 bilhão em 2030, de acordo com relatório da IDTechEx.

Por isso a fazendas verticais podem muito bem ser o futuro da agricultura. Porque, para que a agricultura continue a alimentar o mundo, ela precisará se tornar mais parecida com a manufatura. O que já está começando a acontecer.

Aeroponia pode dar um impulso extra

Um estudo interdisciplinar, combinando biologia e engenharia, estabelece etapas para acelerar o crescimento da agricultura vertical, incluindo o uso de aeropônicos que usam aerossóis enriquecidos com nutrientes no lugar do solo, relata o Science Daily. Realizado pelo John Innes Center , pela University of Bristol e pelo provedor de tecnologia aeropônica LettUs Grow, ele identifica futuras áreas de pesquisa necessárias para acelerar o crescimento sustentável da agricultura vertical usando sistemas aeropônicos.

Segundo seus autores seis motivos justificariam a transição para fazendas verticais aeropônicas.

  1. O cultivo aeropônico pode ser mais produtivo do que o cultivo hidropônico ou do solo, a um custo bem menor.
  2. A relação entre o cultivo aeropônico e os ritmos circadianos das plantas de 24 horas.
  3. O desenvolvimento da raiz de uma variedade de culturas em condições aeropônicas.
  4. A relação entre tamanho de gota de aerossol e deposição e desempenho da planta. A aeropônica está associada a muito pouca água, automação e sistemas de alta tecnologia.
  5. Os métodos aeropônicos afetam as interações microbianas com as raízes das plantas.
  6. A natureza da reciclagem de exsudatos radiculares (fluidos secretados pelas raízes das plantas) dentro das soluções nutritivas de sistemas aeropônicos fechados.

“Dado que 80% das terras agrícolas em todo o mundo apresentam erosão moderada ou severa, a capacidade de cultivar safras em um sistema sem solo com o mínimo de fertilizantes e pesticidas é vantajoso porque fornece uma oportunidade de cultivar lavouras em áreas que enfrentam a erosão do solo ou outros problemas ambientais, como os relacionados com a água”, explica Bethany Eldridge, pesquisadora da Universidade de Bristol que estuda interações raiz-ambiente e uma das autoras do estudo.

Além disso, é esperado um aumento estimado de 50 por cento nas demandas urbanas de água nos próximos 30 anos. As tecnologias de cultivo hidropônico e vertical com sistema de circuito fechado de água têm a vantagem de uma enorme economia de água e uso do solo.  Mas talvez seja preciso economizar mais no futuro

A aeroponia envolve raízes de plantas suspensas em um espaço fechado e escuro e recebendo uma solução nutritiva pulverizada ou nebulizada, mas embora use muito pouca água e mão de obra, alguns aspectos impediram sua adoção desde sua invenção no final dos anos 1950. Alguns vêm sendo resolvidos, como a questão do custo. Outros se mantêm, como o fato de a aeroponia não permitir uma transição fácil entre diferentes tipos de cultura, observa Joseph (JC) Chidiac, engenheiro de horticultura da Cultivation Bioengineering, no Colorado, EUA. E problemas constantes com componentes, como o entupimento dos bicos de pulverização de soluções nutritivas às raízes das plantas em um sistema aeropônico.

“Mas estamos entrando em uma nova era tecnológica, e o uso de sensores de precisão, atuadores e software, junto com novos bicos e atomizadores, estão ajudando a facilitar seu avanço, diz Seth Swanson, diretor de Global Plant Sciences da AEssenseGrows, na Califórnia.

Muita gente aposta que, como a aeropônica tem “aplicações diretas” para apoiar a demanda do consumidor mundial por transparência e eficiência e mais em nosso sistema alimentar global , seu uso aumentará. De fato, de acordo com a Allied Market Research, a aeropônica deve crescer a uma taxa anual composta de 25,6% nos próximos seis anos.

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