Pesquisadores da Universidade de Purdue, nos Estados Unidos, desenvolveram o sistema Harvest, que utiliza sensores sem fios ou baterias para monitorar o subsolo agrícola de forma rápida e precisa, captando informações sobre umidade e salinidade, conforme apresentado em um estudo publicado na revista Nature Communications.
O método funciona com pequenas sondas de fibra de vidro cravadas no solo, que não precisam de energia própria. Elas são ativadas apenas quando um drone sobrevoa a área, emitindo sinais de radiofrequência que penetram no terreno. Esses sinais interagem com a água e os minerais presentes, alterando o campo eletromagnético local. As sondas captam essas mudanças e enviam as informações de volta ao drone, que processa os dados.
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Com isso, é possível avaliar a camada entre 15 e 20 centímetros de profundidade, justamente onde as raízes absorvem água e nutrientes. Segundo os autores do estudo, o sistema foi testado durante uma safra completa de milho em uma área experimental da universidade, mostrando que consegue acompanhar continuamente o solo e fornecer dados valiosos para otimizar irrigação e manejo agrícola.
Benefícios
Para o engenheiro agrônomo Gustavo Castoldi, o grande diferencial do novo dispositivo está na oferta de dados em tempo real. "Os métodos tradicionais fornecem apenas um recorte pontual do solo, uma fotografia daquele momento", explica. Além disso, muitas dessas técnicas exigem mais tempo para processamento e análise, tornando a informação defasada quando chega ao produtor.
Sensores capazes de fornecer leituras instantâneas permitem decisões mais rápidas e precisas. "Eles ajudam a detectar situações de estresse de forma precoce, o que é extremamente valioso para o manejo", ressalta Castoldi. Outro benefício relevante é a geração de séries históricas de dados, essenciais para ferramentas de inteligência artificial e para o desenvolvimento de modelos preditivos. Em resumo, a tecnologia oferece monitoramento em tempo real, detecção antecipada de problemas, maior precisão e base histórica para análises preditivas.
Alessandro Samuel Rosa, professor da Universidade Federal Tecnológica do Paraná (UTFPR), apoiado pelo Instituto Serrapilheira, destaca a inovação do sistema sob o ponto de vista da engenharia. Ao eliminar baterias e processadores no campo, o método propõe uma solução elegante para mapear a umidade volumétrica e a condutividade elétrica, com hardware de baixo custo, exceto pelo drone. Segundo ele, isso possibilita espalhar centenas de sensores pela lavoura, criando mapas detalhados da variabilidade do solo, algo inviável economicamente com a coleta manual tradicional, que é destrutiva, lenta e cara.
No entanto, Rosa ressalta que sensores e análises laboratoriais fornecem informações diferentes. O sensor mede sinais físicos do solo, enquanto o laboratório oferece dados precisos sobre a condição real. Assim, para informações químicas e biológicas, como pH, fósforo, potássio, matéria orgânica e atividade enzimática, a análise laboratorial ainda é indispensável. A tecnologia atual, portanto, funciona como indicador de variabilidade, sem substituir completamente os métodos tradicionais, embora possa evoluir para superar essas limitações no futuro.
Impactos na produção
O monitoramento detalhado da água no solo contribui para reduzir desperdícios de fertilizantes e defensivos agrícolas. Com informações precisas sobre a umidade, é possível ajustar a irrigação e evitar a lixiviação, processo em que o excesso de água carrega nutrientes para camadas mais profundas. "Quando você aplica água em excesso, os nutrientes podem se perder no perfil do solo", explica Castoldi. Fertilizantes nitrogenados, como a ureia, têm eficiência diretamente relacionada à umidade, e o mesmo se aplica a certos herbicidas, cuja eficácia depende do momento correto de aplicação.
Além disso, o sensor pode aumentar a produtividade. Com múltiplos sensores distribuídos pela lavoura, o manejo se torna mais preciso e localizado. "Quando você tem vários sensores espalhados, consegue gerir água e nutrientes de forma muito mais assertiva", afirma Castoldi. Esse acompanhamento detalhado favorece a uniformidade da lavoura, melhora o aproveitamento dos insumos e, consequentemente, eleva a produtividade.
Ele alerta, porém, que a implementação exige investimento significativo e infraestrutura digital adequada, incluindo conectividade rural, integração com máquinas agrícolas e profissionais capacitados para interpretar os dados. "Não é apenas um desafio tecnológico, mas também operacional e, muitas vezes, cultural, especialmente no Brasil", acrescenta.
Limitações e futuro
Rosa enfatiza que a tecnologia, sozinha, não garante aumento de produtividade. Sua eficácia depende da qualidade das decisões agronômicas com base nos dados. Embora permita identificar áreas de menor umidade com alta resolução espacial, transformá-las em ganhos reais requer integração com práticas que considerem a complexidade química e biológica dos solos tropicais, além de medidas de conservação, como terraceamento, plantio direto e uso de cobertura vegetal.
Ele também aponta limitações técnicas. A tecnologia foi validada apenas em escala experimental, em solos franco-siltosos do Meio-Oeste norte-americano, cuja mineralogia difere da brasileira. Em solos tropicais, óxidos de ferro e alumínio podem alterar as leituras, tornando os dados imprecisos sem calibração local. Outro ponto é a profundidade de monitoramento: o sensor atua até 20cm, enquanto barreiras físicas e químicas importantes estão em camadas mais profundas, essenciais para fornecer água às plantas, especialmente durante períodos de escassez hídrica.
Apesar dos desafios, Rahim Rahimi, professor associado da Escola de Engenharia de Materiais da Universidade Purdue e líder do projeto, expressa otimismo, em comunicado: "Nossa expectativa é ver os sensores Harvest aplicados em larga escala, em diferentes culturas e sistemas agrícolas, integrados a tratores inteligentes, sistemas de irrigação e softwares de apoio à decisão." Ele destaca que a equipe está animada com o potencial de parcerias com fabricantes de equipamentos agrícolas e prestadores de serviços.
*Estagiária sob a supervisão de Lourenço Flores