Os campos da Física, Ciência de Dados e Agronomia se unem através do projeto multidisciplinar de pesquisa: “Sensores espectrométricos para determinação de atributos de fertilidade do solo e parâmetros de nutrição de plantas”. Desenvolvida no Laboratório de Física Nuclear Aplicada da UEL (LFNA), a iniciativa busca oferecer alternativas otimizadas para maior produtividade no campo e é coordenada pelo professor do Departamento de Física (CCE) Fábio Luiz Melquiades, pesquisador contemplado com Bolsa Produtividade do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

O envolvimento do docente com o tema se deu há mais de 20 anos, durante seu Doutorado, também realizado na UEL, quando fazia análises com amostras ambientais, sobretudo da água. Na época, os estudos se davam através de sistemas de fluorescência de raios-x portáteis com módulos miniaturizados, tecnologia que, ao menos no âmbito nacional, o Laboratório de Física foi pioneiro no uso, relata o pesquisador. Com o tempo, sua pesquisa se voltou para o estudo do teor de sacarose em cana-de-açúcar, processo realizado por meio de modelagem matemática e estatística multivariada, técnicas que hoje, após inúmeras otimizações (inclusive com a aplicação de inteligência artificial), são usadas diretamente na frente de aprendizado de máquina da iniciativa que o docente coordena.

Em linhas gerais, o projeto de pesquisa atua na área de agricultura de precisão, coletando e mapeando informações sobre diferentes culturas e proporcionando uma série de benefícios relacionados ao aumento da produtividade agrícola e a diminuição no tempo dos resultados e nos custos de produção. Para isso, é empregada a metodologia de sensores proximais baseados em técnicas espectroscópicas combinados com estatística multivariada, ou seja, equipamentos que, com o uso de diferentes faixas do espectro eletromagnético (como radiação gama, infravermelho e raios x) conseguem analisar o potencial das amostras e proporcionar melhorias no manejo rural, tal como a aplicação de fertilizante ou de corretivo de solos de forma apropriada.

Uma das finalidades do mapeamento das amostras é constituir um banco de dados de culturas de diferentes regiões do Estado do Paraná para cada um dos sensores empregados. O processo, no entanto, não é simples, visto que há sensores mais ou menos apropriados para um determinado parâmetro, ainda existindo a possibilidade de uso simultâneo de diferentes sensores no diagnóstico. Ao todo são avaliados cerca de dez parâmetros de fertilidade do solo, além dos macro e micronutrientes presentes nas plantas, contingente que coloca em perspectiva o nível de dificuldade da pesquisa. 

Alternativa sustentável

De acordo com o coordenador, a tecnologia utilizada no projeto é um recurso inovador e não destrutivo que surge como alternativa às técnicas convencionais – que envolvem processos químicos, como o método de digestão úmida – na análise do solo e das plantas. Com o uso de reagentes perigosos, como ácido nítrico e clorídrico, a dificuldade na disposição adequada dos resíduos e o intervalo demorado de obtenção de resultados (o qual, em consequência, implica no aumento dos custos de pesquisa) representam apenas alguns dos obstáculos impostos pelo método tradicional.

Apesar dos impasses, ainda não é possível abandonar o método convencional de análise, visto que ele é necessário para a calibração dos modelos. O que o projeto busca, ao invés, é complementar essa técnica e, com o tempo, reduzir o seu uso. Nesse sentido, até o momento, os sensores proximais se demonstram promissores, com os pesquisadores do projeto obtendo dados que comprovam a necessidade de uso do método tradicional em apenas um quarto das amostras estudadas para calibração, e todo o restante podendo ser desenvolvido por meio da técnica espectroscópica.

Por se tratar de uma iniciativa fortemente ligada ao aprimoramento da atividade rural, seus benefícios para a população e o meio ambiente são extensos. Segundo Melquíades, os estudos desenvolvidos fornecem uma perspectiva de redução na necessidade de expansão de área agrícola e de geração de resíduos destrutivos, além de atuar diretamente como solução para as questões que envolvem a escassez de alimentos. Diante disso, o projeto é compatível com o segundo dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) proposto pela Organização das Nações Unidas (ONU), o qual preza pela fome zero e agricultura sustentável.

Participantes

Junto de Fábio, integram o grupo de pesquisa multidisciplinar os docentes do Departamento de Física Felipe Rodrigues Dos Santos, Paulo Sergio Parreira e Avacir Andrello, bem como estudantes da graduação por meio de iniciação científica e um discente da pós-graduação. Além dos colaboradores diretos, o coordenador também conta com a parceria de professores do Departamento de Agronomia (CCA) e Geografia (CCE) da UEL, de pesquisadores da Universidade Estadual do Centro Oeste (Unicentro) e do Instituto de Desenvolvimento Rural do Paraná de Londrina (IDR-PR).

*Estagiário de Jornalismo na COM/UEL.