(1)INESC TEC - CRIIS
1. A agricultura e as florestas carecem de uma contextualização adequada.
Os setores agrícola e florestal são cruciais para sustentar a população mundial. Ambos contribuem com alimentos, oxigénio, madeira e matérias-primas para a produção de vestuário e de mobiliário. Tendo em conta que se trata de aspetos fundamentais para a nossa sobrevivência, enquanto sociedade, acabamos por explorar intensivamente a agricultura e as florestas, sem ter em conta que estamos perante recursos finitos, e ignorando a necessidade de encontrar um equilíbrio entre as plantas, os solos, a água, os animais, e os insetos (sustentabilidade). A sobre-exploração dos setores agrícola e florestal contribuiu para o aumento da qualidade de vida ao longo do último século. No entanto, também contribuiu para as alterações climáticas, para o aumento do desperdício e para a utilização excessiva de nutrientes e de produtos químicos agrícolas, e para a sobre-exploração da água e dos solos. Segundo este ponto de vista, e de acordo com uma perspetiva tecnológica, é possível colocar as seguintes questões:
Pergunta 1: “de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização contribuir para a redução da sobre-utilização de recursos agrícolas (nutrientes, água e químicos)?”
De forma a obter elevados níveis de produção/rendimento, a sociedade tem encarado a agricultura como um sistema industrial, onde se tenta simplificar os sistemas de produção, e.g., recorrer apenas a uma cultura (e a uma variedade de planta) e lidar/eliminar qualquer tipo de interferência de ecossistemas/natureza, através da utilização excessiva de produtos químicos agrícolas. Mais: ao compararmos a inovação em termos de práticas agrícolas/florestais e práticas industriais, é possível observar que o nível de inovação nas primeiras é mais reduzido, e que são adotadas, recorrentemente, as mesmas abordagens. Essas mesmas abordagens traduzem-se na simplificação de processos e na eliminação de interferências do ecossistema/natureza, sendo possível adotá-las em contexto industrial, onde existe um controlo total dos processos. No entanto, as plantas têm origem na natureza, onde interagem com diferentes ecossistemas. Assim, coloca-se outra questão:
Pergunta 2: “de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização apoiar e melhorar a interação entre a produção de determinada planta e os restantes ecossistemas?"
Os setores agrícola e florestal, tal como outros setores, necessitam de pessoas para realizar as operações e as tarefas necessárias para a produção de determinados produtos. A maioria destes processos é bastante intensiva e demorada, sendo desempenhada longe dos centros urbanos em períodos bastante específicos (e.g., muitos não podem ser adiados até aos fins-de-semana). No entanto, a sociedade procura uma maior qualidade de vida, que se traduz em melhores empregos, mais qualificados. Tendo em conta que as tarefas relacionadas com a agricultura e a floresta nem sempre são bem remuneradas ou aliciantes, quando comparadas com outros trabalhos, estes setores enfrentam um défice de mão-de-obra - que levanta outra questão:
Pergunta 3: “de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização melhorar a qualidade de vida dos agricultores?
A Automatização e a Robótica como resposta às necessidades da agricultura e da floresta
De forma a responder às questões acima apresentadas, é necessário explorar o conceito de Agricultura de Precisão (AP).(1) A AP é a abordagem mais indicada para aumentar a eficiência dos setores agrícola e florestal. Na AP, encontramos o conceito de "aplicar o produto específico, no momento e no local corretos, e na quantidade indicada", o que requer a utilização de Tecnologias de Taxa Variável (VRT). A implementação de AP engloba as VRT, nomeadamente a utilização de mapas de prescrição, apoiada por sistemas de apoio à decisão e sistemas globais de navegação por satélite. Tendo em conta esta contextualização, é possível abordar as questões acima referidas; no que diz respeito à primeira questão (de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização contribuir para a redução da sobre-utilização de recursos agrícolas [nutrientes, água e químicos]?), a sobredosagem/aplicação de macronutrientes (nitrogénio, fósforo e potássio) é um dos principais problemas para o setor, em termos de custos e impacto negativo na qualidade dos solos e da água. Neste caso, a utilização de VRT pode desempenhar um papel bastante importante; a utilização de máquinas com VRT integradas é já uma realidade, nomeadamente em sistemas extensivos de cultivo, mas ainda não chegaram à maioria das produções agrícolas de menor dimensão ou a culturas permanentes, devido à inexistência de soluções eficientes e de maquinaria/robôs adaptados a certas necessidades. No futuro, pensa-se que os robôs irão assumir um papel crucial em tarefas de monitorização do nível dos produtos acima referidos, disponibilizando dados mais precisos aos sistemas de apoio de decisão, que por sua vez irá permitir o desenho de mapas de prescrição mais detalhados. Em contrapartida, a sobredosagem e/ou as perdas (para o ar ou para o solo) na aplicação de produtos químicos agrícolas permanecem dois dos grandes desafios do setor. As tecnologias de automatização e de robótica podem oferecer soluções para este problema. O uso de produtos químicos agrícolas obedece a períodos de aplicação rigorosos; o não cumprimento desses períodos pode levar à sobredosagem e, consequentemente, a impactos negativos. Os robôs podem desempenhar, de forma otimizada, tarefas de tratamento e fertilização, graças a sensores e atuadores avançados que permitem realizar estas tarefas de forma mais precisa; acima de tudo, os robôs são capazes de trabalhar durante 24 horas, ao longo de toda a semana, garantindo que conseguem estar nos locais indicados e respeitar horários definidos. Além disso, as tecnologias robóticas permitem operações mais rápidas, com elevados níveis de precisão e exatidão.
Relativamente à segunda questão (de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização apoiar e melhorar a interação entre a produção de determinada planta e os restantes ecossistemas?), e se ignorarmos conceitos como estufas (um dos métodos mais sustentáveis para a produção de alimentos, mas também um dos mais caros) isoladas de outros ecossistemas, é possível observar que a agricultura e a floresta não são sistemas isolados; nesse sentido, a adoção de conceitos de policultura e de biologia pode trazer efeitos francamente positivos (para a qualidade e segurança dos alimentos e para a obtenção de um maior rendimento). No entanto, a adoção deste tipo de conceitos é bastante difícil, devido ao grande volume de trabalho a eles associado - mesmo utilizando máquinas avançadas; mas a utilização de robôs pode ser uma solução. Tal como foi referido anteriormente, os robôs podem reduzir a sobredosagem de fertilizantes e de nutrientes, algo de extrema importância para os setores, pois garante um equilíbrio entre as plantas, os solos, a água, os animais, e os insetos. Acima de tudo, as soluções robóticas podem apoiar na utilização de produtos de tratamento biodegradáveis e biocompatíveis, garantindo a monitorização contínua de doenças e a redução no uso de produtos nocivos. Além disso, os robôs podem também facilitar a polinização de precisão (e.g., micro-drones), o controlo de vegetação (ceifeiras), semeadura e monda, as tarefas de fertilização e pulverização, bem como outras operações que garantem a sustentabilidade das explorações agrícolas de exterior.
Pergunta 3: “de que forma podem as tecnologias robóticas e de automatização melhorar a qualidade de vida dos agricultores? Sem recurso à automatização, as tarefas agrícolas tornam-se bastante intensivas e fisicamente exigentes. A automatização de tarefas (monda, fertilização, colheita) aumentou a qualidade de vida dos agricultores, o nível de produção e os lucros. No entanto, as soluções automatizadas não estão acessíveis a todos os agricultores, devido aos seus elevados custos e à falta de adaptação às necessidades específicas de cada exploração e cultura. Apesar de existir um número considerável de robôs mais acessíveis no mercado, e à semelhança das soluções automatizadas, este tipo de tecnologias dificilmente se tornará acessível a todos os agricultores (pequenos ou grandes) e/ou culturas (extensivas e lenhosas). Assim, os robôs podem apoiar na melhoria da qualidade de vida dos agricultores, permitindo um maior rendimento e mais lucros, sem esquecer a promoção do desenvolvimento rural. No entanto, existem várias barreiras à adoção de tecnologias robóticas que devem ser abordadas, a saber: