Irrigação de precisão: entenda como ela funciona, quais tecnologias utiliza e quais benefícios pode trazer para a sua fazenda

A irrigação é indispensável para obter boas produtividades nas culturas de interesse agrícola. Nos últimos anos, a água tem estado escassa, devido a longos períodos sem chuvas. 

Quando esses períodos acontecem em fases críticas das culturas, reduzem suas produtividades em mais de 50%.

As culturas necessitam de água e os reservatórios  precisam se manter em níveis operacionais. Dessa forma, é importante o uso racional. A irrigação de precisão é uma alternativa de uso controlado desse recurso.

Neste artigo, você saberá mais sobre a irrigação de precisão, como ela funciona e quais as tecnologias disponíveis para melhor aproveitamento da água nos cultivos da sua lavoura!

Importância da irrigação dos cultivos

O estresse hídrico restringe a produtividade das culturas no Brasil. Ele é caracterizado por períodos prolongados de estiagem em épocas críticas.

Na safra 2019/2020, no Sul do país, as culturas da soja e milho tiveram grandes reduções na produtividade devido a esse problema

Para a cultura da soja, por exemplo, houve impacto na qualidade das sementes produzidas. A combinação de altas temperaturas e seca interferiram no enchimento dos grãos.

A safra foi marcada pela produção de sementes verdes. Esse fenômeno foi causado pelo estresse hídrico e pelas altas temperaturas.  Como consequência, houve a morte precoce das plantas.

Suplementar a água para as culturas é indispensável, principalmente nas fases críticas, como o enchimento dos grãos. Além disso, a água é fundamental para que a planta faça a fotossíntese corretamente.

Outro agravante é o impacto da escassez de chuvas nos recursos hídricos disponíveis. Com as chuvas restritas os reservatórios também diminuem, tornando essencial o uso inteligente da água, através da irrigação de precisão.

O que é irrigação de precisão?

A irrigação de precisão é a prática de fornecer água às culturas de forma eficiente. 

Isso acontece através de sistemas automatizados que levantam dados ao longo da lavoura, considerando a variabilidade da área.

As plantas recebem água na quantidade, momento e local da lavoura mais adequado. Custos consideráveis são reduzidos com a prática, quando comparado a sistemas manuais de acionamento das águas, que não consideram a variabilidade da área.

Atualmente, mais de 8,2 milhões de hectares estão equipados para irrigação, (em 2017 eram 7 milhões). Esse número equivale a 8,2 milhões de estádios de futebol. 

Dessa quantidade, 35% é irrigada com águas de reúso e 65% com água de mananciais. Isso exige dos sistemas produtivos o uso de tecnologias que permitam maior eficiência e racionalidade no uso da água.

A eficiência e racionalidade podem ser obtidas pela irrigação de precisão, utilizando ferramentas da agricultura 4.0. 

Inteligência artificial com sistemas automatizados e sensores são exemplos, porque acionam a irrigação em função das condições ambientais e necessidades da cultura.

Como a irrigação de precisão funciona

A irrigação de precisão funciona por sensores plugados ao solo, plantas, equipamentos e máquinas. Eles coletam informações que vão além da percepção humana.

A internet das coisas ajuda na conexão dos dados coletados pelos sensores

A inteligência artificial, presente nos equipamentos e controladores, analisa rapidamente o grande volume de dados gerados a partir de algoritmos. Ela toma decisões com rapidez e precisão

Fluxograma de um algoritmo de controle de irrigação

(Fonte: Adaptado de Casadeus e colaboradores, 2012. Em: Vasconcelos, 2013)

Nos diferentes pontos da lavoura, estão localizados sensores em profundidade. 

Eles cruzam os dados das condições da lavoura com os dados obtidos pelas previsões meteorológicas. Assim, acionam a irrigação em pontos específicos da lavoura.

O que os sensores utilizados no campo incluem

• Estações meteorológicas: para avaliação da radiação solar, evapotranspiração da cultura, umidade relativa do ar, velocidade e direção do vento, temperatura, precipitação e pressão atmosférica;

• Telemetria: comanda, rastreia e mede as informações à distância, através de dispositivos de comunicação sem fio. Incluem os rádios, celulares, notebooks e satélites.

• Sensores de umidade do solo: medem o conteúdo volumétrico de água indiretamente. Além disso, medem textura, densidade do solo e das partículas, porosidade total, aeração, condutividade hidráulica e retenção de água no solo. São importantes, pois a umidade é um fator de decisão no acionamento da irrigação.

• Sistema de informação geográfica (SIG): importante para saber as coordenadas ou local exato de acionamento do dispositivo;

• Sensores multiespectrais, hiperespectrais e térmicos: podem ser empregados a partir do monitoramento adicional das áreas com veículos aéreos não tripulados (VANTs). Eles identificam quais locais do cultivo sofrem maior estresse hídrico (fornecem dados para cálculo de índices de vegetação, como o NDVI).

Em sistemas tradicionais, a água é acionada em quantidades uniformes ao longo da lavoura.

Na irrigação de precisão, a água é disponibilizada em pontos estratégicos, economizando energia elétrica e a própria água.

Esquema de funcionamento de pivôs de irrigação inteligente. É possível observar haver distinção da quantidade e localização onde os pivôs são acionados, em função das características do solo (topografia, tipo de solo, etc.). Alguns locais não recebem água e outros recebem em quantidades variáveis

(Fonte:  Lindsay, em: Venancio, 2019).

Vantagens da irrigação de precisão inteligente 

• Fornecimento inteligente de água em local, quantidade e momento adequados;
• Economia elétrica, como redução no custo de bombeamento;
• Redução no uso da água de irrigação;
• Aumento da produtividade pelo fornecimento de água em estádios críticos da cultura;
• Lucro de cerca de U$ 87 dólares/hectare, equivalente a mais de R$ 448.

Desvantagens da irrigação de precisão

• Custo alto com instalação. São necessárias grandes extensões de tubulação para implantação em toda área de cultivo;
• É necessário acompanhamento técnico e monitoramento do sistema para correção de eventuais problemas;
• A depender do sistema, há ainda possibilidades de entupimento. Por isso, é preciso fazer acompanhamento diário;

Você também deve consultar a legislação vigente para obtenção de licenciamento do órgão ambiental. Além disso, o início da implementação de projeto de irrigação dependerá de prévia concessão de outorga de direito de uso de recursos hídricos.

Quais tecnologias podem ser utilizadas na irrigação de precisão

Em superfície

Neste sistema, são utilizadas:

• sondas de solo em diferentes profundidades; 
• drones com câmeras térmicas ou multiespectrais (que também coletam dados dos demais sensores);
• estação climatológica.

Os dados são interligados e processados em nuvem. Em seguida, são transmitidos para a sede da fazenda através da internet.

Depois, os dados são processados e interpretados por algoritmos inteligentes. 

Eles  consideram o histórico da produção agrícola, os dados meteorológicos e os modelos de culturas (evapotranspiração e estádio de desenvolvimento da cultura).

Esquema demonstrativo de um sistema de irrigação baseado em pivô central. Estes sistemas podem ser com ou sem monitoramento por drones

(Fonte: Kamienski; Visoli, 2018)

Áreas irrigadas por pivôs centrais acionados por controladores que coletam e processam dados dos sensores de solo e estações meteorológicas

(Fonte: Lindsay)

Aqui no blog, nós já falamos quando vale a pena investir em um pivô central. 

Se quiser também estimar os custos dessa forma de irrigação na sua lavoura, clique na imagem a seguir para baixar uma planilha gratuita! 

Rega por aspersão

Na rega por aspersão, são instalados aspersores ao longo da área, conectados a sensores de umidade do solo. 

Através da análise de dados complementares (meteorológicos), como nos demais sistemas, são acionados conforme a necessidade.

Esquema do funcionamento de um aspersor automático sequencial de precisão. Internamente ao sensor existe uma boia acionada na liberação da água, quando necessário. Desta forma, o sistema permanece em operação por tempo relacionado à necessidade da cultura

(Fonte: Grah, 2011)

Gotejamento superficial e gotejamento enterrado

Através de sistemas com sensores e controladores automatizados, é possível identificar os locais que exigem acionamento da irrigação. Assim, você pode fornecer água racionalmente às culturas. 

O gotejamento pode ser controlado para maior ou menor vazão e também em relação à localização no campo de produção. Isso pode depender das condições de umidade do solo e das previsões meteorológicas vigentes.

Exemplo do funcionamento de um sistema de gotejamento inteligente. Cada linha possui um controlador acionado através da análise de dados de sensores de umidade do solo, por exemplo. O controlador restringe ou permite a passagem da água, realizando a irrigação da área quando necessário e no tempo (quantidade de água) necessária

(Fonte: Duarte, 2010)

Outro exemplo prático é o servogotejador, desenvolvido pela Embrapa.

Ele é um sistema de gotejadores ligados a sensores pneumáticos do estado da água no solo e das plantas. O sistema vem sendo aperfeiçoado especialmente em culturas perenes, como citros e videira e em cultivos hortícolas.

O sistema de gotejamento tem o menor índice de desperdícios. No entanto, a irrigação de precisão pode otimizar ainda mais essa tecnologia. 

Conclusão

O estresse hídrico, cada vez mais frequente nos anos agrícolas, é problemático. Ele reduz a  produção e a qualidade das culturas.

A otimização deste recurso necessário para a manutenção da vida humana, animal e vegetal pode se dar na agricultura, através da irrigação de precisão.

O aumento da demanda de alimentos e de água para os cultivos agrícolas vem acompanhada de soluções inteligentes. 

Elas permitem utilizar a água na agricultura de forma localizada, em quantidade e tempo necessários em função das condições meteorológicas e uso de sensores.

A irrigação de precisão é uma alternativa viável, que permite reduzir muito os custos de utilização da água e de energia elétrica. Por isso, vale a pena considerar seu uso na sua propriedade.

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“Irrigação por superfície: veja se a prática é boa para sua fazenda”

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Ficou com alguma dúvida sobre a irrigação de precisão? Já faz o uso das tecnologias  na sua lavoura? Adoraria ler seu comentário!