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Como os sinais acústicos de uma planta podem nos ajudar a cultivar tomates

Fonte: Innovationorigins

O que realmente falta neste momento é o conhecimento “verde” do produtor. Como colocar todo o conhecimento da cabeça do produtor em um modelo?

Se você perguntar aos produtores por que eles tomam certas decisões, eles nem sempre conseguirão expressar isso em palavras. Eles veem como a planta está, a cabeça é “roxa” ou “corajosa” e as folhas estão ficando um pouco compridas ou a colheita é muito vegetativa. Eles sentem que a temperatura ou a umidade relativa estão muito altas ou muito baixas. Se dois produtores observarem a mesma cultura, eles nem sempre a descreverão da mesma maneira. Portanto não existe um padrão que explique precisamente o que é “vegetativo demais”. Cheirar, ver, sentir e principalmente muita experiência são as ferramentas que o produtor utiliza. Como vamos capturar isso em software ou hardware?

Controlamos o clima e regamos as nossas estufas com um computador climático durante cerca de 50 anos. O computador pode abrir a válvula e ligar a bomba para começar a regar perfeitamente. A questão é qual é o momento certo para regar e qual deve ser exatamente a temperatura e a umidade com base na carga atual da planta (muitos ou poucos frutos na planta), a quantidade (esperada) de radiação, o preço da energia e a demanda esperada do mercado na próxima semana? Todas essas são considerações que o produtor faz com base em seu conhecimento e experiência.

Para se tornar menos dependente do escasso conhecimento do produtor, é essencial obter feedback direto da planta sobre como ela se sente. Quão conveniente seria se a planta indicasse: ‘Preciso de mais água’ ou ‘há muita luz agora; se você me der um pouco mais de CO2 e uma temperatura um pouco mais alta, posso crescer mais rápido’.

Ferramentas para ajudar o produtor

Felizmente, estamos cada vez mais próximos de ferramentas que podem auxiliar o produtor nesse sentido. O sistema PhytelSigns, pode usar sinais elétricos na planta para indicar como ela está. O nariz eletrônico em que a TU Delft e a NXP, entre outras, estão trabalhando também poderia contribuir para isso.

Outra aplicação interessante é a medição dos sinais acústicos produzidos pela planta. Esta tecnologia foi desenvolvida no programa de pesquisa Plantana, em que os pesquisadores Satadal Dutta e Gerard Verbiest da TU Delft investigaram as possíveis aplicações do ultrassom.

Eles investigaram como poderiam ser feitas medições dos vasos de madeira da planta. Esses vasos de madeira transportam água e nutrientes através da planta. Foi descoberto que a planta emite uma espécie de estalo. Quando não há umidade suficiente, a planta alonga-se um pouco e formam-se bolhas de gás nos vasos de madeira. Quanto mais seca a planta, mais bolhas se formam. Aliás, o som não pode ser ouvido pelos humanos porque está em torno de 20 quilohertz. Essa frequência é quase a mesma com que os morcegos usam a eco-localização para determinar sua posição em relação aos insetos.

Da tecnologia ao produto

Mas o que você faz com esse conhecimento? Saber que uma planta muito seca pode emitir sinais sonoros é bom, mas como interpretar esses sinais? O que exatamente a planta está “dizendo” e o que você deve fazer para evitar problemas? Tal como acontece com a pesquisa da PhytalSigns, o truque é desenvolver um dicionário, ou melhor, um livro de receitas. Com isso, você pode executar a receita desejada com base no sinal observado e na estratégia do produtor. Por exemplo, um produtor deseja que a sua colheita receba uma quantidade ligeiramente menor de água com um pouco mais de nutrientes porque a sua variedade será um pouco mais doce. Outro quer tantos quilos quanto possível. Para a mesma medição, uma receita diferente pode então ser escolhida e executada pelo computador climático.

No entanto, da investigação científica a um produto funcional com um bom modelo de negócio ainda há um longo caminho a percorrer! Primeiro, a questão de saber para que você poderia aplicá-lo e quem estaria disposto a pagar por isso?

Foi aqui que os alunos de mestrado da TU Delft em 2022, Berend de Klerk e Thijs Bieling, se conectaram. Além de desenvolver ainda mais o sensor, eles começaram a trabalhar em pesquisas de mercado. Para isso, conversaram com diversos clientes em potencial e, a partir disso, começaram a trabalhar em um plano de negócios.

Em fevereiro de 2023, eles fundaram Plense Technologies. Como eles próprios salientam, ainda se encontram numa fase muito inicial do seu desenvolvimento. Com a ajuda do financiamento da NWO, eles trabalharão no desenvolvimento do sensor e na interpretação dos dados coletados. O protótipo do sensor é tão pequeno que pode ficar pendurado no caule de uma planta. O que é essencial para as versões subsequentes é que eventualmente se torne um sensor robusto. Afinal, as condições climáticas numa estufa não são ideais para componentes eletrônicos sensíveis. Às vezes é muito quente e úmido lá.

Clientes

Pelo menos tão importante quanto continuar a desenvolver a tecnologia é que, além disso, continuem a trabalhar na descoberta do seu primeiro segmento de clientes.

Atualmente, existem relações claras com a quantidade de água na planta, o que está intimamente relacionado com os diferentes equilíbrios da planta. Muitas ideias possíveis para aplicações já existem e atualmente estão sendo validadas tanto tecnologicamente quanto junto aos clientes.

Embora Plense exista há pouco tempo e ainda haja muito a ser pesquisado e desenvolvido, é um desenvolvimento essencial para a agricultura em estufas. Afinal, o feedback direto da planta é um elo indispensável no desenvolvimento do cultivo sem as mãos.

A história do desenvolvimento do sensor acústico também é um bom exemplo de como uma universidade técnica como a TU Delft desempenha um papel importante no desenvolvimento de tecnologia para horticultura de alta tecnologia. Nos últimos cinco anos, o Instituto TU Delft AgTech, entre outros, tem trabalhado arduamente para adquirir conhecimento e colocar a horticultura em destaque como um setor importante. Com isso, cada vez mais professores e estudantes se interessam pelo setor.

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