O professor Marcelo Giovanetti Canteri (Departamento de Agronomia) é o diretor do Centro de Inteligência Artificial no Agro (Ciagro), que reúne pesquisadores de várias instituições paranaenses que buscam desenvolver as atividades produtivas agrícolas com o uso de tecnologia. Trata-se de uma proposta inserida nos Novos Arranjos de Pesquisa e Inovação do Paraná (NAPI), incentivados pela Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná.

Dentro do NAPI, o professor desenvolve projetos há muitos anos contemplados com Bolsas Produtividade do CNPq. Isso vem desde antes de ele ingressar na UEL, há 20 anos. E a cada três, um novo projeto é concebido e desenvolvido. Atualmente, ele coordena um projeto em parceria com o Departamento de Computação (CCE) para a aplicação de Inteligência Artificial na agricultura, especificamente no monitoramento e combate à ferrugem da soja.

A ferrugem da soja (ou asiática, seu continente de origem) é uma doença causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi e que ataca as folhas da planta. É a principal doença da soja e já causou significativas perdas de safra no passado. Portanto, é uma demanda do setor agrícola que pede soluções para os pesquisadores.

É aí que entra o esforço conjunto das instituições envolvidas e participantes do Ciagro. São elas: UEL, Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná (IDR-PR), Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa/Soja) e Fundação ABC que, embora paulista de origem, atua na região dos Campos Gerais, tendo uma sede em Ponta Grossa.

O professor explica que cada uma entra com sua expertise, agora aprimorada com o uso da IA. O IDR-PR, por exemplo, observa as condições meteorológicas de todas as regiões produtoras e utiliza a IA para detectar quaisquer problemas ou falhas nos equipamentos, garantindo informações de melhor qualidade. A Fundação ABC, por outro lado, realiza estudos para controle de qualidade de carne suína para consumo humano. Além disso, combinam-se para outras ações.

“Armadilhas”

No caso do projeto da ferrugem, UEL, IDR-PR e UTFPR estão unidas para monitorar mais de 200 coletores espalhados pelas plantações de soja do estado. Isso significa uma área que começa na verdade em Assis (SP), passa por Londrina, Campo Mourão, chega a Cascavel, e se volta para leste, passando (já não mais continuamente) por Pato Branco e chegando a Guarapuava.

Os coletores são “armadilhas” montadas sobre as plantas que, com o vento, capturam o fungo. E se antes era preciso que o pesquisador fosse lá, in loco, para ver o resultado e depois analisar com a ajuda de um microscópio, com a IA ele pode monitorar a presença (ou não) dos esporos sem sair do laboratório, pois a tecnologia permite identificar automaticamente os esporos coletados. O IDR-PR implantou a rede de armadilhas e a Agência de Defesa Agropecuária do Paraná (ADAPAR) participa da ação.

De acordo com o professor Marcelo Canteri, a ferrugem é uma praga em seu sentido pleno. Mesmo com todas as medidas de combate, como o vazio sanitário anual, a pesquisa em torno do controle biológico (ainda menos eficiente e mais pontual) e o desenvolvimento de espécies de soja mais resistentes (mas ainda nem tanto), mesmo assim ela volta todo ano e exige a aplicação de fungicidas. Em média, anualmente, é preciso gastar de 2 a 3 bilhões de reais em fungicidas, para uma área de 40 milhões de hectares. Na última safra, foram 3,8 bilhões.

O projeto objetiva reduzir estes custos a partir do monitoramento mais eficaz, porque outros fatores também interferem e sobre eles é possível agir. Três aspectos devem ser levados em conta: a planta, o clima e o próprio fungo. O Ciagro está automatizando a observação dos três fatores, antecipando a chegada de dados e assegurando decisões mais rápidas e eficazes.

Para ilustrar: quanto mais chuva, mais ferrugem. Os dados climáticos, que levavam até duas semanas para serem determinados, agora ficam disponíveis em dois dias. Isso faz funcionar melhor, por exemplo, o alerta virtualmente emitido pelo Consórcio Antiferrugem da Embrapa, que disponibiliza informações sobre a dispersão da ferrugem em todo o país.

Cada região tem seus índices pluviométricos e de umidade e é observada singularmente. Pato Branco e Guarapuava, por exemplo, são conhecidas pelo clima úmido e plantio tardio. E o tempo do plantio também conta: se for feito no tarde, o fungo chega com a planta menos desenvolvida, aumentando o risco de prejuízo, ou seja, aumentando a necessidade de aplicação de fungicida, o que significa mais gastos.

Safra 24/25

Os testes de monitoramento da safra 2023/2024 analisaram dois dos três aspectos citados: o clima e o patógeno (fungo). Para a próxima (24/25), entra o monitoramento do plantio. O professor observa que, com o tempo, o fungo vem aumentando sua resistência aos fungicidas, daí a necessidade premente de desenvolver tecnologia de combate à praga. Novos fungicidas também são criados, mas o uso da IA pode indicar o melhor momento para usá-los, e até se compensa fazê-lo ou o quanto, dependendo das características de cada região. “É um trabalho de georreferenciamento”, assinala Canteri.

Apesar de ser um projeto de pesquisa, há ações de extensão, uma vez que envolve diretamente produtores rurais. A Embrapa e o IDR atuam neste aspecto.

Fora isso, o projeto tem sido disseminado através de publicações, participações em eventos científicos e redes sociais. Já foram publicados trabalhos em periódicos da área de Agronomia e apresentados em eventos da Computação. O Ciagro já promoveu dois workshops sobre o uso de IA na agricultura e o terceiro será no final de novembro.

Participam do projeto os professores Daniel Kaster e Bruno Zarpelão e Daniel Kaster, do curso de Ciência da Computação. Ainda, estudantes bolsistas de Iniciação Científica, mestrandos (programas interinstitucionais) de três instituições e uma doutora com bolsa técnica. Atuam 12 pesquisadores da UEL, 6 da UTFPR e 2 da Fundação ABC.

O projeto se encaixa no ODS/ONU número 2: Fome Zero e Agricultura Sustentável.