Claire Swedberg
Organizações em todo o mundo adotaram a agricultura nos últimos anos – desde escolas e hospitais até pequenos agricultores iniciantes – e muitas estão usando tecnologia incorporada em contêineres para criar uma fazenda conectada que pode ser acessada e gerenciada remotamente. O método do contêiner requer uma rede complexa de irrigação, fertilização, luzes hidropônicas e até mesmo gerenciamento de umidade, e é aí que a conectividade IoT se torna essencial. A Freight Farms, que ofereceu seus contêineres agrícolas inteligentes, atualizou recentemente sua plataforma IoT para incluir melhorias nos controles de iluminação e gerenciamento de energia de saída, afirma o CTO da Freight Farms, Jake Felser.
A agricultura ainda requer esforços manuais, algumas competências agrícolas e formação. Mas a Freight Farms afirma que os seus contentores agrícolas de 40 pés, conhecidos como Greenery, tornam possível que organizações e indivíduos com colheitas limitadas ou experiência em cultivo de plantas sejam agricultores de sucesso. Os recipientes (nos quais as plantas crescem em prateleiras verticais) são utilizados para o cultivo de vegetais, ervas ou flores com apoio de sensores e controladores, comunicando-se com a Internet por meio de conexão com fio, celular ou Wi-Fi. A Freight Farms também oferece um aplicativo e plataforma de software para orientar os agricultores em seu progresso, estejam eles no local ou não.
O Boys & Girls Club, Metro South, em Massachusetts, utiliza os recipientes para levar práticas agrícolas e apreciação por alimentos frescos aos estudantes e à comunidade local. O clube pós-escola montou seu primeiro contêiner Freight Farms em Riverside em março de 2021, e o segundo entrou em operação na sede do clube de Brockton em janeiro de 2022. Os dois contêineres foram colocados em operação quase imediatamente assim que chegaram, diz Derek W. Heim , CEO do Boys and Girls Club, Metro South. Desde que estas quintas totalmente fechadas foram implantadas, diz ele, “cultivamos uma enorme variedade de culturas”. Essas safras colhidas incluem cerca de 15 variedades de alface, couve, espinafre, pimenta, ervilha, feijão verde, brócolis, salsa e coentro. Além disso, eles cultivaram flores comestíveis e decorativas, tudo nos últimos dois anos letivos.
A fazenda permite que os alunos aprendam os fundamentos do cultivo usando tecnologias físicas e digitais. Isto significa verificar manualmente as plantas, a sua rega e iluminação no local; Heim usa um aplicativo em seu telefone para fazer check-in nas fazendas à noite e nos fins de semana. “Também estamos na situação única de ter nossas duas fazendas em locais diferentes, então o sistema ajuda a tornar isso muito mais fácil”, diz Heim.
A empresa de tecnologia que fornece suas fazendas locais tem uma década de desenvolvimento e inovação. Inicialmente, os fundadores da Freight Farms analisaram extensivamente os jardins nos telhados para resolver problemas relacionados com a acessibilidade aos alimentos e os desertos alimentares, diz Felser. No entanto, descobriram que, com uma quantidade finita de espaço nos telhados, havia obstáculos consideráveis ao início de práticas agrícolas em locais permanentes, como a construção de telhados. Cada novo local permanente também pode exigir aprovações regulatórias locais para o uso misto do edifício.
“Então, decidimos construir um produto que faça parte do contêiner de transporte.” Ele diz que cada contêiner de transporte reformado Greenery de 40 pés pode suportar cerca de 1.000 cabeças de alface por semana hoje, e a 11ª geração do contêiner agrícola está agora em uso.
A empresa afirma que dentro de cada contêiner há um ambiente controlado para agricultura hidropônica vertical com uma abordagem holística e sustentável ao uso da água. Apenas cerca de cinco galões de água são necessários diariamente e podem ser recirculados. E a hidroponia vertical combinada com sistemas conectados à IoT ajuda os agricultores a manter o foco no ambiente interno controlado da vida vegetal, diz Felser.
Porém, as primeiras versões dos contêineres agrícolas não estavam conectadas. Eles vieram com um controlador que poderia ser configurado manualmente no local. Esses ajustes incluíram o uso de linhas de irrigação que fornecem irrigação e injeção de nutrientes, como fertilizantes. O software ajudou os usuários a calibrar sensores no local, agendar operações e visualizar dados históricos sobre as operações. No entanto, esses dados só estavam disponíveis no local.
Em 2020, o sistema passou a ser conectado, e quem optar por fazer essa conexão sem fio poderá acessar dados sobre o que está acontecendo no local via Wi-Fi ou conexões de celular.
Os usuários compram o contêiner Greenery por cerca de US$ 150 mil e a Freight Farms o entrega em seu site. Para operar os contêineres, os novos agricultores conectam as conexões de água e energia e a conectividade Ethernet, celular ou Wi-Fi para enviar dados IoT, receber alertas, visualizar painéis e obter análises.
Esses agricultores podem então participar do “acampamento agrícola”, um curso da Freight Farms para orientar os usuários nos conceitos básicos da agricultura com os contêineres. Os proprietários de contêineres também podem usar o software baseado em nuvem para gerenciar o local e obter suporte de outras pessoas da comunidade agrícola e de técnicos da Freight Farms, com uma assinatura anual.
Os usuários baixam o aplicativo Farmhand em um dispositivo IOS e Android para acessar os dados remotamente ou no local. O software Farmhand também está disponível on-line e em versão local, que os usuários acessariam apenas dentro da fazenda por meio de uma tela sensível ao toque ou de um dispositivo de computador conectado. Para cada cultura, uma receita pode ser armazenada e enviada ao controlador – para irrigação, fertilizante e luz – para o ambiente ideal daquela cultura. A partir daí, o aplicativo e o software rastreiam a irrigação, a iluminação e as condições (esta última é fornecida por sensores dentro do recipiente, incluindo um termostato).
O contêiner possui um dispositivo integrado que computa os dados e envia as informações relevantes ao servidor, onde os usuários podem visualizar as condições e o que aconteceu na fazenda em tempo real e historicamente. A conectividade IoT também permite que os usuários recebam um texto se a operação da fazenda estiver fora dos parâmetros predefinidos (como queda na medição do nível de pH). Isto pode ser crítico para os agricultores que estão fora do local, como durante o fim de semana.
Se um usuário tiver mais de uma fazenda, ele poderá desenvolver receitas em um contêiner que serão então encaminhadas para controlar os parâmetros em outros locais do usuário que possam estar cultivando as mesmas culturas.
O software Farmhand também rastreia a operação do equipamento no local e pode fazer recomendações com base em dados, como a necessidade de calibração do equipamento hidropônico. “Se você é um produtor hidropônico sofisticado, [cronogramas de calibração] pode ser algo com o qual você está acostumado, mas é demorado e nós automatizamos muito disso”, diz Felser.
O software Farmhand baseado em nuvem também oferece uma biblioteca de receitas que consiste em misturas e misturas de nutrientes, ciclos de irrigação e iluminação de acordo com a receita. Os usuários podem ajustar com base nas taxas de crescimento de suas colheitas. A iluminação, por exemplo, pode ser ajustada de acordo com o brilho e o tom da cor com base em uma combinação de pico de eficiência fotossintética, eficiência energética e crescimento ideal.
A combinação de tecnologia e conhecimento agrícola possibilita o sucesso de locais de cultivo em pequenas comunidades, diz Felser. “Somos um fornecedor de tecnologia, mas eles não comprarão mais fazendas se não tiverem sucesso.”
Os contêineres também são projetados para serem eficientes em termos energéticos, e o rastreamento remoto dos dados ajuda os usuários a garantir que estão expandindo o número correto de recursos. O contêiner fica em ambiente fechado e o sistema HVAC – que desumidifica o ar – direciona a condensação de volta para os tanques de irrigação das plantas. Na verdade, em ambientes altamente húmidos, os resultados podem ser o que a empresa chama de “água positiva”, em que se ganha mais água do que se utiliza, pelo que a água desumidificada precisa de ser removida.
Os contêineres também incluem câmeras, que exigem uma conexão com fio para alimentar o conteúdo de vídeo no servidor. Ainda assim, essa funcionalidade pode ser realizada através de Wi-Fi ou de um cartão SIM 4G ou 5G. A maioria dos clientes da Freight Farms usa seu próprio Wi-Fi no local para coletar os dados do contêiner, enquanto cerca de 25% dos usuários utilizam conexões celulares devido a um local remoto ou outra falta de acesso Wi-Fi. Os sensores são conectados a um dispositivo de borda no local que se comunica por meio de um protocolo MQTT com o controlador.
Atualmente, a empresa implantou quase 600 fazendas em todo o mundo. As pequenas empresas estão a utilizar os contentores para servir os mercados dos agricultores. Algumas comunidades também estão a implantar, normalmente um a três contentores, geralmente preenchendo um nicho no abastecimento de alimentos.
A Freight Farms está agora desenvolvendo a versão mais recente de seu controlador com melhorias que incluem uma capacidade de dimerização dinâmica que não estava disponível no passado.
O sistema de software tem melhorado desde que foi implantado nas instalações do Boys and Girls Club em Massachusetts, diz Heim. “Observamos saltos significativos em seu desempenho e capacidades gerais justamente quando estávamos operando nossas fazendas.” Ele acrescenta: “Supondo que tudo esteja funcionando conforme o esperado, é fácil produzir grandes quantidades de belos produtos”.
Outro usuário, a King Tide Farms, na Carolina do Sul, usa os contêineres desde fevereiro de 2022 e vende alface, mostarda, flores e outras culturas desde junho do mesmo ano. A fazenda usa os dados da IoT diariamente, diz o proprietário da fazenda, Hamilton Horne. “Não sou o agricultor mais experiente em termos técnicos, mas oferece uma excelente visão… para ajudar quando há um problema”, Horne acrescenta que espera um retorno do seu investimento inicial dentro de dois a dois anos e meio.