O que é Agricultura de Precisão

A Agricultura de Precisão, também conhecida pela sigla AP, é uma técnica gerencial da fazenda que leva em conta a variabilidade espacial para obter sustentabilidade econômica e ambiental.

Ela combina as novas tecnologias da era da informação com a agricultura industrial madura e tenta igualar quantia e tipos de insumos com as necessidades objetivas das culturas.

Seus principais benefícios estão relacionados à otimização na utilização de insumos e à tomada de decisão com vistas à redução de custos, com preservação do solo e do meio ambiente, ao mesmo tempo que se obtém retorno financeiro.

Apesar de relativamente recente, a Agricultura de Precisão já é utilizada há quase um século, conforme mostram pesquisadores.

Origem da Agricultura de Precisão

O primeiro registro acadêmico sobre o tema é de 1929, em boletim de campo experimental do estado de Illinois (EUA), dos pesquisadores Linsley e Bauer, que recomendaram a um produtor rural fazer a aplicação do calcário no solo com testes de acidez e mapas em grade.

No entanto, a adoção real de práticas da AP é dos anos 1980, quando foram gerados os primeiros mapas de produtividade na Europa e realizadas as primeiras aplicações de adubo à taxa variada.

Nos Estados Unidos, na mesma época, um grupo de pesquisadores da área de solos começou as discussões na Universidade de Minnesota sobre variabilidade espacial das lavouras, o que daria origem mais tarde à Sociedade Internacional de Agricultura de Precisão – ISPA.

Um acontecimento marcante para o desenvolvimento da AP e sua aplicação no campo foi a utilização do GPS (Global Position System), sobretudo em maquinários agrícolas.

O GPS pode ser definido como um sistema de orientação por satélite que permite monitorar de forma remota as atividades que ocorrem no dia a dia da fazenda.

Esse sistema faz com que sejam obtidas informações precisas em menor tempo sobre o que está sendo realizado em campo, o que colabora para tomada de decisão.

Uso do GPS na Agricultura de Precisão

Na Agricultura de Precisão, o GPS pode ser utilizado em diversas atividades, tais como:

semeadura com o uso de trator em linhas retas, com espaçamento definido;
aplicação em taxa variável de corretivos de solo, fertilizantes e defensivos;
marcação de locais com infestação de pragas e doenças, e indicação de trajetos para chegar até as áreas afetadas;
coleta de amostras de solo para análise;
obtenção de informações sobre a eficiência da irrigação;
monitoramento e mapeamento do rendimento das culturas;
identificação de danos à lavoura por fatores climáticos.

Ao proporcionar esses benefícios, o GPS influencia na gestão da propriedade rural, trazendo mais lucratividade, menos custos de produção e redução do impacto ambiental.

No entanto, a origem do GPS está relacionada às atividades militares: ele foi criado pela Marinha e pela Força Aérea dos Estados Unidos entre as décadas de 1960 e 1970. Representado pelo sistema NavStar, o GPS é composto por uma constelação de 24 satélites em operação e mais 6 reservas.

Após experimentos, o GPS entrou em funcionamento em 1973, mas só chegou aos campos agrícolas na década de 1990, marcando o início da AP.

Os estudos iniciais, conforme a NASA (Agência Espacial dos Estados Unidos), apontaram que a aplicação de fertilizantes em taxa variável, com uso do GPS, proporcionaram economia de US$ 18 por acre (1 acre = 0,4 hectare).

Por isso, o GPS é a base da agricultura de precisão, estando presente em diversas máquinas, sobretudo tratores. Hoje, contudo, o GPS ganhou uma versão mais avançada chamada GNSS (Global Navigation Satellite System.

O que é GNSS

O GNSS envolve sistemas de navegação por satélites que são constituídos por uma constelação de satélites que ficam em órbita no planeta Terra. Assim, através da recepção de ondas de rádio dos satélites, é possível obter o posicionamento ou navegação na superfície da Terra ou próxima a ela.

Para funcionar de forma precisa, a tecnologia GNSS utiliza quatro sistemas de posicionamento e navegação por satélite. Além do Navstar-GPS, que vimos acima, o GNSS utiliza o:

Glonass: Desenvolvido pela Rússia em 1976, é o único sistema de navegação global por satélite completamente operacional do mundo. Opera com 24 satélites;
Galileo: Criado pela União Europeia para ser operado por civis, e passou a operar em 2012. Possui 30 satélites em órbita;
e o Compass: também conhecido como Beidou-2, foi criado pela China em 2000. Opera com 35 satélites.

A estrutura do sistema GNSS é constituída ainda da estação mestre e antenas de retransmissão do detentor da tecnologia (controle) e do receptor (usuário).

Tanto o GPS quanto o GNSS são muito utilizados na AP, sendo que seu uso depende do tipo de equipamento. Ambos possuem, assim, grande importância para o desenvolvimento do setor agrícola.

Agricultura de Precisão no Brasil

Introduzida no Brasil entre o final dos anos 1990 e início dos anos 2000, a AP e suas versões atuais vêm conquistando grandes avanços, sobretudo na produção de grãos, o que tem auxiliado os produtores brasileiros a se manterem competitivos no mercado internacional.

Em algumas culturas, no entanto, a AP tem avançado mais que outras, e agora ainda mais com a aplicação da inteligência artificial na AP e na Agricultura Digital.

Ganham destaque os algoritmos de Machine Learning (aprendizado de máquina) e Deep Learning (aprendizado profundo), as redes neurais convolucionais (CNNs), as unidades de processamento gráfico (GPUs) e clusters de processamento, as quais têm possibilitado o uso avançado de análise de dados obtidos em campo com aeronaves remotamente pilotadas (VANTs), robôs e máquinas agrícolas.

Já em culturas perenes, como o café, a introdução da AP ocorre de forma gradual, mas ainda assim com grandes avanços, a exemplo da aplicação de técnicas da geoestatística para geração de mapas de variabilidade espacial da produtividade ou das propriedades químicas do solo, o que favorece a melhor gestão do manejo da lavoura.

Cafeicultura de Precisão

A aplicação da AP na produção de café chama-se Cafeicultura de Precisão. Pesquisas recentes mostram que a Cafeicultura de Precisão tem avançado no Brasil a partir dos estudos sobre a variabilidade espacial, com sensoriamento terrestre, aéreo e orbital, sensores de rendimento de colheita e classificadores automáticos de grãos por meio da inteligência artificial.

Nesse contexto, as geotecnologias são essenciais, com destaque para o sensoriamento remoto orbital, que permite, por exemplo, o monitoramento detalhado da lavoura por meio de índices de vegetação. Esses índices funcionam como um "check-up" do cafezal, fornecendo informações cruciais para o manejo:

NDVI e EVI: Avaliam o vigor e as condições hídricas da planta;
NDRE e GNDVI: São indicadores precisos do teor de nitrogênio nas folhas;
CCCI: Estima o teor de clorofila na copa;
NDWI: Detecta estresse hídrico;
SAVI e MSAVI2: Ajustam a influência do solo, comum em cafeeiros mais jovens ou com falhas.

O grande salto tecnológico, no entanto, vem da integração entre essas geotecnologias e a Inteligência Artificial. Pesquisas recentes demonstram que algoritmos de Machine Learning e Redes Neurais Artificiais, quando alimentados com dados de satélites de alta resolução, são capazes de prever a produtividade do café com meses de antecedência e uma precisão impressionante. Isso permite ao produtor:

Antecipar o planejamento da colheita e logística;
Alocar recursos como mão de obra e insumos de forma estratégica;
Identificar áreas de baixo desempenho dentro do talhão para realizar manejo localizado.

Tecnologias na cafeicultura

Na cafeicultura moderna, o uso combinado de GPS/GNSS em máquinas, sensoriamento remoto (por satélites ou drones) e Inteligência Artificial tem se mostrado fundamental para a gestão eficiente.

Essa abordagem não só aumenta a lucratividade, ao reduzir custos e aumentar a produtividade, mas também promove uma cafeicultura mais sustentável, com aplicação racional de defensivos e fertilizantes, preservando o solo e o meio ambiente para as futuras gerações.