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Tecnologia usa laser e inteligência artificial para análise de solos em larga escala de forma limpa

sexta-feira, maio 11, 2018

Embrapa Divulgação -
Cientistas brasileiros desenvolveram um equipamento com tecnologia de última geração que levará a análise de solos de forma rápida, limpa e economicamente acessível ao produtor rural. A inovação não gera resíduos químicos e é capaz de analisar 1.500 amostras por dia, fornecendo dados de quantidade de carbono orgânico do solo, textura (teores de areia, silte e argila) e pH.
O AGLIBS 1.0 utiliza a espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS), a mesma embarcada no Rover Curiosity, robô da agência espacial norte-americana, Nasa, para descobrir a presença de água em Marte. A tecnologia está sendo empregada de forma pioneira no Brasil e permite a avaliação em tempo real, em laboratório, enquanto que as análises convencionais demoram alguns dias para fornecer os resultados. O equipamento será apresentado no estande da Embrapa na Agrishow, em Ribeirão Preto (SP), de 30 de abril a 4 de maio.
A nova tecnologia é o primeiro resultado da parceria do ecossistema de inovação da Embrapa Instrumentação(SP) com uma startup voltada ao agronegócio (agritech). Dessa união nasceu a Agrorobótica, fundada em 2015, que disponibilizará a tecnologia ao mercado ainda neste primeiro semestre. A startup de São Carlos foi uma das sete selecionadas no programa Pontes para Inovação, iniciativa da Embrapa e Cedro Capital para acelerar agritechs parceiras.

Inteligência artificial e sistema de franquia

A empresa aposta em um modelo de prestação de serviços diferenciado para a nova tecnologia. O AGLIBS estará em laboratórios, cooperativas, revendas e empresas envolvidas com agricultura de precisão em forma de franquia. O produtor encaminhará suas amostras de solo georreferenciadas para um franqueado e o resultado será enviado para uma central de análise na Agrorobótica, onde passará por um modelo com inteligência artificial que irá calcular os parâmetros desejados.
Mauro Angelis, um dos sócios da empresa, conta que com a ajuda de hardware e software embarcados os dados dos elementos e moléculas são transformados em informações agronômicas. “Os resultados das análises de carbono, textura e pH, em segundos, são digitalizados em nuvens, com recomendações agronômicas em tempo real que retornam tanto para o produtor quanto para o franqueado”, conta.
“Essas informações são importantes para o produtor, porque vão indicar a dosagem correta de insumos agrícolas a ser aplicada para correção ou não do solo, evitando o excesso ou mesmo a falta, além de gastos desnecessários, sem falar na contribuição para a preservação das jazidas de corretivos e fertilizantes não renováveis”, acrescenta Mauro Angelis.
 
Arte: Thiago César

De Marte para o campo

A metodologia LIBS, sigla para espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser, se destaca pela avançada tecnologia embarcada em comparação a outras técnicas. De acordo com a doutora em física Aida Bebeachibuli Magalhães, sócia da Agrorobótica, a técnica permite que a capacidade operacional do equipamento gire em torno de 360 mil análises anuais de amostras, realizadas sem gerar resíduos químicos. “Esse volume é quase o dobro de análises realizadas por grandes laboratórios que utilizam metodologia tradicional no Brasil, envolvendo 13 processos”, afirma a cientista, ressaltando que com a nova tecnologia é realizado um único processo.
Com mais de 15 anos de trabalhos no uso de ótica e fotônica, a pesquisadora da Embrapa Débora Milori explica que a LIBS foi empregada por ser uma técnica que analisa a amostra com pouca ou nenhuma preparação, é um sistema de ação rápida, com baixo custo e pode identificar elementos simultaneamente em uma pequena quantidade de amostra, de 0,5 grama, por exemplo.
Milori explica que o sistema LIBS dispara um laser de alta energia na amostra, gerando um plasma que emite luz oriunda dos átomos e íons presentes no solo. “A emissão de luz de cada elemento é como uma impressão digital que possibilita identificar o átomo que está no plasma. Dessa forma, é possível quantificar carbono, nutrientes e contaminantes do solo”, esclarece a cientista.
Esquema de um sistema LIBS (figura adaptada de http://www.appliedphotonics.co.uk.)

Tecnologia de última geração acessível ao produtor

O desenvolvimento do AGLIBS teve início em 2015, paralelamente à criação da Agrorobótica, depois que o grupo de pesquisadores da startup e da Embrapa Instrumentação observaram que muitos agricultores não faziam a análise de solo devido ao seu alto custo, levando-os a aplicar insumos agrícolas sem recomendações agronômicas, fato que gera falta ou excesso de corretivos e fertilizantes nas lavouras e compromete a produtividade agrícola.
Segundo Aida Magalhães, outro motivo era a necessidade de desenvolver um equipamento capaz de realizar análises em larga escala, mas sem perder a qualidade, e que fosse viável economicamente. “Estamos recebendo amostras de solos de vários laboratórios do Brasil para testar e comparar entre os métodos tradicionais e o AGLIBS. A cada análise nos certificamos mais dos resultados analíticos e da eficiência da nossa tecnologia”, conta.

Códigos de barras identificam as amostras

Em três anos de calibração, o AGLIBS já analisou mais de duas mil amostras de solos tropicais de várias regiões brasileiras. As amostras coletadas em campo com a ajuda de um aplicativo gratuito para registro e localização são recebidas pelas empresas franqueadas já identificadas com códigos de barras, contendo as informações do cliente e tipo de serviço a ser realizado. Depois, as amostras passam por processo de secagem e, em seguida, por moagem. O passo seguinte é transformar a amostra numa pastilha para ser analisada pelo AGLIBS em segundos.

A importância da quantificação do carbono

A inovação pode contribuir diretamente para certificação de propriedades rurais no Plano Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (Plano ABC) do Governo Federal, pois falta uma ferramenta digital para mensuração do carbono, sem geração de resíduos e em tempo real - em laboratório - para quantificação desse elemento químico.
Mas os benefícios não terminam aí, pois o AGLIBS também permite a geração de mapas de fertilidade, bem como influenciar diretamente na redução de custos com aplicação de insumos e aumento da produtividade da lavoura. O equipamento pode analisar qualquer tipo de solo do território nacional e do exterior, bastando para isso apenas uma calibração prévia.

Robôs inteligentes analisarão a lavoura

“Dentro de nossa proposta de conectar robôs inteligentes com tecnologias e pessoas, possibilitando maior eficiência, sustentabilidade e rentabilidade da chamada agricultura 4.0, já estamos trabalhando em modelos de quantificação de macro e micronutrientes no solo em parceria com a Embrapa Instrumentação que, em breve, deverão estar disponíveis para os produtores rurais”, acrescenta o sócio Fábio Angelis.
“As inovações tecnológicas não param, temos atuado em outras aplicações de ótica e fotônica à agricultura e ao meio ambiente. Uma delas, em parceria com a própria Agrorobótica, é o sensor de qualidade de matéria orgânica de solos, que utiliza a técnica LIFS (espectroscopia de flourescência induzida por laser), que poderá até gerar negócios ligados a créditos de carbono”, informa Débora Milori.
 

Joana Silva (MTb 19.554/SP) 
Embrapa Instrumentação 
Telefone: (16) 2107 2901

Edilson Fragalle (MTB 21.837/SP) 
Embrapa Instrumentação 
Mais informações sobre o tema
Serviço de Atendimento ao Cidadão (SAC)

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