Claire Swedberg
Empresa australiana de tecnologia de medições ambientais ICT International está oferecendo uma versão habilitada para Internet das Coisas (IoT) de suas soluções de monitoramento de condições para fornecer sem fio dados de sensores de florestas, pomares e parques. Durante o ano passado, aqueles que usaram a solução passaram de agricultores, engenheiros florestais e pesquisadores a empresas que buscam créditos de carbono com base em medições de solo e plantas. A ICT está fornecendo aos usuários sensores baseados no LoRaWAN que podem detectar os níveis de água e de crescimento das plantas, bem como outros dados ambientais necessários para entender as condições ao redor das plantas, árvores ou cursos d’água, sem que os usuários precisem estar no local para verificar os registradores de dados. Os chips baseados em LoRa que transmitem dados para a nuvem são fornecidos por Semtech.
Nos últimos 40 anos, a ICT ofereceu dispositivos de fisiologia vegetal para monitorar as condições ao redor das plantas e árvores, de acordo com Peter Cull, diretor administrativo da empresa. As soluções de ICT foram implantadas na floresta amazônica, no topo das sequoias da Califórnia, em estufas e viveiros de moluscos na Austrália e em locais de reabilitação de minas na Austrália e no Peru. É uma empresa liderada pela ciência, e Cull, que cresceu na agricultura, tem um Ph.D. licenciatura em programação de irrigação de algodão.
Atualmente, no entanto, a tecnologia está no centro das ofertas de TIC. A empresa vende seus próprios sensores que podem medir o uso de água da planta, com base no fluxo de seiva; potencial hídrico da planta, conhecido como psicrometria; umidade do solo; e potencial hídrico do solo. As descobertas podem então ser comparadas com as condições ambientais e microclimas de estações meteorológicas locais, diz Cull.
Segundo Cull, as raízes da empresa estão no uso da água. “Sempre medimos a água no meio ambiente”, afirma ele, “seja no solo, na planta ou na atmosfera”, para ajudar empresas e pesquisadores a entender melhor como gerenciar o uso da água. Tradicionalmente, observa ele, isso era feito com dataloggers que precisavam ser lidos fisicamente, mas os clientes geralmente precisam coletar informações de locais remotos. Algumas empresas queriam capturar mais dados sem presença física em locais remotos. “Isso não é possível com dataloggers, então nos envolvemos profundamente com a IoT há quatro anos.”
A Semtech produz semicondutores analógicos e de sinal misto de alto desempenho, junto com algoritmos para aplicações ambientais, de acordo com Marc Pégulu, vice-presidente de estratégia e produtos de IoT da Semtech. A tecnologia aproveita o LoRaWAN para transmitir pequenos pacotes de dados em um longo alcance, usando uma quantidade mínima de energia. Dessa forma, um sensor ICT poderia usar um pequeno painel solar para sua alimentação, ou uma bateria com uma vida útil de aproximadamente seis a 12 meses, enviando dados a cada 15 minutos.
Os sensores da ICT International incluem o medidor de fluxo de seiva SFM1L, que usa um método de ração de calor para medir a velocidade do movimento da água, bem como o crescimento da planta ou árvore, detectando taxas de fluxo altas, baixas e reversas em pequenos caules e raízes lenhosas, bem como árvores grandes. O psicrômetro de caule PSY1 da empresa mede o potencial de água do caule de uma planta, o que pode indicar estresse hídrico potencial da planta. À medida que cada sensor mede essas e outras condições, ele encaminha essas informações para um gateway ICT por meio de uma conexão LoRa. O gateway então emprega uma conexão celular de um provedor de serviços local para transferir esses dados para um servidor baseado em nuvem. Os usuários podem acessar o servidor no qual o software ICT exibe as condições em tempo real e podem receber alertas quando as condições exigirem uma resposta.
Isso significa que um usuário pode melhorar potencialmente a saúde de plantas ou árvores. “Lidar com fatores [como estresse hídrico] rapidamente pode ajudar as árvores a permanecerem saudáveis”, afirma Cull, o que poderia beneficiar várias partes, incluindo o fornecimento de um ecossistema mais saudável para uma comunidade. Várias cidades e condados estão usando a tecnologia para garantir a integridade dos parques e áreas verdes. Uma árvore saudável pode fornecer sequestro de carbono por meio da fotossíntese, explica Cull, enquanto fornece resfriamento à sombra e evapotranspiração. O sistema pode permitir colheitas mais produtivas para os agricultores, diz ele, bem como captura mensurável de carbono.
O uso do LoRaWAN pela ICT International para seus sensores, diz Pégulu, “é um grande exemplo de como as redes de longa distância de baixo consumo de energia podem criar uma cidade inteligente e um planeta melhor e mais saudável para todos”. Ele acrescenta: “O monitoramento em tempo real habilitado pela conectividade LoRaWAN está fornecendo dados acionáveis”, que podem incluir a alocação de água para um parque da cidade, por exemplo. Cull diz que a tecnologia baseada em IoT está trazendo novas empresas e organizações para ICT para monitoramento ambiental, enquanto a versão datalogger não forneceria os dados em tempo real que poderiam ser exigidos no passado. “Nenhuma das agências urbanas ou florestais tinha acesso a esses dados antes”, explica Cull.
Em uma implantação típica, os usuários selecionariam algumas árvores ou locais representativos e, em seguida, aplicariam os sensores. Eles não medem apenas a água nos caules das plantas, mas também em duas ou três profundidades diferentes no solo, e os sensores podem ser ligados a informações meteorológicas locais, como temperatura e níveis de precipitação. Os sensores podem transmitir os dados coletados para o gateway (um único gateway pode suportar até 20 sensores) a uma distância de até 800 metros (2.620 pés), dependendo do ambiente.
Quando o ICT recebe um pedido de um cliente, a empresa configura os sensores de acordo com as necessidades desse cliente. Em seguida, ele envia esses sensores personalizados e o gateway para o usuário, que pode distribuir o hardware da maneira que for necessária. A ICT irá no local para ajudar os clientes a implantar os sensores se necessário, diz Cull, embora “na maioria das vezes, eles saibam como configurá-lo, então oferecemos um pouco de ajuda por telefone”.
Se um sensor estiver funcionando com baterias que precisam ser substituídas, ou se precisar de manutenção, um trabalhador pode desparafusar o sensor do nó e trocá-lo sem desligar o sistema, de acordo com o técnico de manufatura de ICT Toby Partridge. Os casos de uso têm se expandido nos últimos anos, diz ele. Por exemplo, as empresas estão usando a solução para previsão de incêndios em florestas e pastagens vulneráveis, medindo o quão seca está a vegetação e monitorando a temperatura ambiente e do solo.
Se as condições forem adequadas para um incêndio, diz Partridge, alertas podem ser enviados para avisar as partes autorizadas. “É um sistema de alerta de incêndio que também roda em chips Semtech”, afirma. A tecnologia foi recentemente adotada por vários pecuaristas australianos, que usam os dados para entender a saúde das pastagens onde seu gado pasta, medindo o crescimento das plantas, a umidade do solo e os níveis de chuva. Com base nesses dados, os pecuaristas podem coordenar melhor o movimento do gado para onde houver a melhor oportunidade de pastoreio.
A tecnologia IoT também foi usada para o cultivo de ostras, como parte do projeto Transforming Australian Shellfish Production em New South Wales. Para esse projeto, sensores foram usados para detectar baixos níveis de salinidade e mudanças de temperatura da água que podem exigir o fechamento do estuário. Até o momento, a tecnologia foi implantada em 12 estuários produtores de ostras na região, contando com as comunicações Cat-M1. Os dados coletados são encaminhados diretamente para os celulares dos produtores de ostras.
Para as TIC, relata Cull, a missão de resolver problemas para as indústrias agrícolas e de mineração, ou para os cientistas, não mudou. A empresa é formada por cientistas ambientais em vez de tecnólogos, diz ele, acrescentando: “Medimos esses parâmetros há 40 anos, então entendemos os sensores e o meio ambiente.” O uso da tecnologia IoT significa que o datalogger clássico ou soluções com fio podem ser substituídas por sensores, Cull diz, embora acrescente: “Não somos gurus da computação tentando encontrar o problema. Conhecemos o problema – crescemos com os problemas na agricultura.”
Enquanto algumas empresas de tecnologia estão desenvolvendo soluções “da nuvem para baixo”, diz Cull, “estamos fazendo isso do problema para cima”. Isso funciona para a Semtech, diz Pégulu, já que a ICT constrói uma solução que sua empresa pode atender com seu IC. De acordo com Pégulu, as TIC estão se concentrando na escassez de água e nas condições ambientais, que são uma área importante para a Semtech.
Cull diz que viu a tecnologia ajudar os agricultores e outros clientes a cultivar plantas e árvores maiores e mais saudáveis, graças aos dados da IoT, que são fornecidos de forma consistente a cada 10 minutos. “Mesmo há cinco anos”, lembra ele, “não poderíamos sonhar em medir esses parâmetros, por isso temos uma clientela completamente nova de mercados completamente novos” e de 50 países. “Temos satisfação em lutar contra as questões relacionadas à água e ao meio ambiente, e os clientes com certeza apreciam isso.”