Pesquisadores combinam IoT e inteligência artificial para aprimorar a irrigação agrícola

Os Centros de Competência da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), Future Grid e Center for Embedded Devices and Research in Digital Agriculture (Cedra) – estão desenvolvendo uma solução inédita em hardware para o gerenciamento inteligente de energia elétrica em sistemas de irrigação com pivô central.

A tecnologia combina monitoramento em tempo real, inteligência artificial na borda (Edge IA), geração distribuída e armazenamento de energia em um único equipamento, capaz de reduzir custos operacionais e minimizar o consumo de água e de eletricidade no campo.

O projeto compõe a Rede Agrointeligente e se encontra em fase de pesquisa aplicada, visando resolver um dos gargalos da agricultura irrigada moderna: a alta demanda de energia elétrica aliada à sazonalidade hídrica e energética.

“A previsão de conclusão dos trabalhos é 2027, com expectativa de que os resultados sejam transferidos tanto para o setor produtivo quanto para a formulação de políticas públicas. A expectativa é que, ao final do projeto, exista um modelo de hardware e software pronto para comercialização e replicável em diferentes culturas e regiões do país”, informa Luciano Carstens, gerente sênior do Future Grid.

O Future Grid é o Centro de Competência Embrapii para promoção de conhecimentos em Smart Grid e Eletromobilidade que conta com toda a expertise e infraestrutura do Lactec, um dos maiores centros de pesquisa, tecnologia e inovação do Brasil. O Cedra é um Centro de Competência em agronegócio digital, credenciado pela Embrapii e apoiado pelo Sistema Fiergs.

Funcionamento

O hardware projetado pelo Future Grid, em parceria com o Cedra, contará com eletrônica embarcada para a aquisição de dados de sensores instalados no campo, processamento de algoritmos de gestão hídrica e energética e apoio à tomada de decisão em tempo real. A grande inovação está na integração: o sistema combina fontes renováveis (como energia solar fotovoltaica), sistemas de armazenamento (baterias, ou BESS) e controle inteligente da demanda.

O pesquisador do Lactec, Bruno Knevitz Hammerschmitt, explica que “na prática, a solução em desenvolvimento será capaz de caracterizar o perfil de consumo elétrico dos pivôs, cruzar informações com sensores de irrigação e realizar o agendamento do acionamento de motobombas nos momentos de real necessidade de irrigação e de menor custo de energia, ou de maior disponibilidade de geração local”, antecipa.

Entre os desafios técnicos apontados pelos Centros de Competência estão a medição confiável em tempo real com sensores em campo, a sazonalidade do uso da energia e da disponibilidade hídrica, a integração dos dados para decisão imediata, a escalabilidade da solução e o correto dimensionamento do sistema de geração distribuída (BESS e painéis solares), considerando os ciclos de irrigação da região-piloto.

Parceria

No acordo, o Future Grid ficou responsável por projetar e validar o hardware com eletrônica embarcada para aquisição de dados, além de desenvolver os algoritmos de gestão e tomada de decisão. Entre outras contribuições, o Cedra compartilha a expertise em sistemas de irrigação, sensoriamento de campo e conhecimento em agricultura digital.

Juntos, os Centros de Competência conduzirão o dimensionamento do sistema de energia com base nos ciclos reais de irrigação da área de testes. “Estamos criando uma ferramenta que não só proporcionará a gestão efetiva do consumo de energia elétrica e a redução de custos, mas também preservará um recurso cada vez mais escasso: a água. A inteligência embarcada decide quando, quanto e como irrigar, usando a melhor composição de energia disponível”, resume Bruno Knevitz Hammerschmitt.

Sobre os Centros de Competência Embrapii

Os Centros de Competência Embrapii conduzem pesquisas de alto impacto e preparam talentos para liderar a indústria do futuro. Esta rede reúne instituições de excelência com comprovada capacidade técnica e científica, capital humano altamente qualificado e infraestrutura de ponta atuando na fronteira do conhecimento — áreas estratégicas que ainda demandam intensa pesquisa para gerar novas competências e apoiar o desenvolvimento industrial do país.

Além da ampliação de novos conhecimentos em áreas da fronteira tecnológica, os Centros são grandes impulsionadores de startups deep tech, acelerando novos modelos de negócio e levando soluções inovadoras da pesquisa científica para o mercado. Um ecossistema único, que conecta ciência, tecnologia e indústria para transformar desafios em oportunidades para o Brasil.

Atualmente, nove Centros de Competência são credenciados pela Embrapii: Terapias Avançadas, Tecnologias Quânticas, Segurança Cibernética, Conectividade 5G e 6G, Plataformas de Hardwares Inteligentes, Agricultura Digital, Smart Grid e Eletromobilidade Elétrica, Open RAN e Tecnologias Imersivas.

Sobre a Embrapii

A Embrapii é uma organização social que atua em cooperação com instituições de ciência e tecnologia, públicas ou privadas, para atender ao setor empresarial e fomentar a inovação na indústria. Para isso, conecta centros de pesquisa e empresas, compartilhando os custos da inovação por meio do aporte de recursos não reembolsáveis em projetos voltados à introdução de novos produtos e processos no mercado. Para ter acesso ao modelo, a empresa deve apresentar seu desafio tecnológico à Unidade Embrapii com a competência técnica adequada às necessidades do projeto.A Embrapii possui contrato de gestão com o Governo Federal, por meio dos Ministérios da Ciência, Tecnologia e Inovação; da Educação; da Saúde; e do Desenvolvimento, Indústria, Comércio e Serviços. Além disso, mantém parcerias com o Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas (Sebrae) e com o Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES).

Sobre o Lactec – O Lactec é um dos maiores centros de pesquisa, tecnologia e inovação do Brasil. Atua fortemente nos mercados de Energia, Saneamento, Meio Ambiente, Indústria e Infraestrutura em todo o ciclo de inovação, desde P&D, ensaios e análises até a execução de processos complexos para o setor de infraestrutura. Há 67 anos, suas soluções e serviços atendem às demandas atuais dos diversos setores produtivos da economia brasileira, como empresas, indústrias e concessionárias de energia. Ao longo da sua história, consolidou-se com a conclusão de mais de 500 projetos. Possui mais de 300 profissionais, entre mestres e doutores, com sólida experiência de mercado. Sua sede administrativa fica em Curitiba, onde estão instaladas outras quatro unidades tecnológicas com ampla infraestrutura de laboratórios para atendimento a diversos segmentos industriais, além da unidade localizada em Salvador-BA. O Lactec é Unidade Embrapii de Inteligência Embarcada e em 2023 tornou-se Future Grid, o Centro de Competência Embrapii em Smart Grid e Eletromobilidade.