Monitoramento de milho e soja vai inaugurar nanossatélite agrícola brasileiro

O monitoramento agrícola e a estimativa de produção de soja e milho no estado do Maranhão vão iniciar os trabalhos do Visiona CUB (VCUB), o primeiro nanossatélite concebido integralmente pela indústria brasileira para validar tecnologias de aplicação agrícola. O satélite, de apenas 12 quilos e do tamanho aproximado de uma caixa de sapatos (veja quadro), deverá ser colocado em órbita no início de 2023.

A primeira missão do equipamento foi acordada este ano por meio de cooperação técnica e financeira assinada entre a empresa Visiona Tecnologia Espacial, a Embrapa Agricultura Digital e a Fundação de Apoio à Pesquisa e ao Desenvolvimento (Faped). Esse passo foi a evolução de uma parceria entre as empresas iniciada em 2018 e voltada ao desenvolvimento do uso agrícola de nanossatélites.

As imagens públicas de satélites governamentais americanos e europeus já são largamente utilizadas em suporte ao monitoramento da safra agrícola brasileira para subsidiar, com informações, políticas públicas e o setor produtivo. Os dados são obtidos de forma gratuita pelas instituições, porém, o serviço carecia de aperfeiçoamento na visualização de alvos agrícolas, localizados no solo, abaixo das nuvens. Por isso, os especialistas acreditam que as tecnologias modernas embarcadas no VCUB são uma solução inédita para se obter estimativas com maior precisão sobre a produtividade de lavouras.

Os pesquisadores lembram que eventos climáticos severos registrados na última safra (2021/2022), ocasionaram prejuízos significativos nas culturas da soja e do milho, em especial. Por isso, no atual cenário, é um fator crítico o aumento da quantidade e da qualidade das imagens destinadas ao mapeamento e monitoramento das áreas em produção e de conservação.

Preparado para a internet das coisas

O presidente da Embrapa, Celso Moretti, destaca que a atual fase da agricultura digital é marcada pelo uso combinado de sensores, aplicativos e inteligência artificial. “As instituições, empresas e produtores buscam, cada vez mais, soluções de tecnologia da informação para suporte em seus processos de tomada de decisão”, relata.

“Quando se associa dados agrometeorológicos com imagens de satélite, os modelos ganham precisão, permitindo maior assertividade nas decisões. Além disso, o sistema de coleta de dados poderá atender ao mercado de internet das coisas (IoT) em localidades com pouca infraestrutura. Daí a importância da aproximação com uma integradora de sistemas espaciais como a Visiona”, aponta o dirigente ao frisar que o VCUB integra sistemas espaciais e computacionais, visando melhorar o desempenho e aumentar a sustentabilidade socioeconômica e ambiental do setor.

Para João Paulo Campos, presidente da Visiona, o VCUB é um marco para o avanço e autonomia da indústria aeroespacial brasileira, que ganha significado ainda maior por ter como primeira missão atender ao agronegócio, setor fundamental para o País. “A possibilidade de conjugar imagens com alta qualidade e coletar dados de sensores no campo faz do VCUB uma plataforma poderosa para aplicações agrícolas, e a parceria com a Embrapa será fundamental para transformar esse potencial em soluções concretas voltadas para o mercado brasileiro”, avalia Campos.

“Entramos com conhecimentos das equipes que atuam com geotecnologias, monitoramento agroambiental e sistemas de TI [tecnologia da informação] aplicados à agricultura; e a Visiona aporta a experiência em tecnologia espacial, para, juntos, desenvolvermos um conjunto de sistemas inteligentes para o agronegócio”, explica Stanley Oliveira, chefe-geral da Embrapa Agricultura Digital.

O gestor destaca que a Embrapa poderá contribuir em outros temas de interesse da área agrícola, envolvendo inclusive mais centros de pesquisa da Empresa e diversas tecnologias, pois há em vigor um acordo de cooperação geral.

Cleber Oliveira, diretor de operações da Visiona, destaca que o desenvolvimento conjunto de sistemas inteligentes atenderá inicialmente ao mercado de produção de grãos, mas poderá evoluir para outras espécies vegetais e se ampliar para diversas regiões do País. O executivo conta que o setor agropecuário é um dos focos da integradora brasileira de sistemas espaciais.

Curiosidades sobre o nanossatélite brasileiro

Tamanho  – O VCUB utiliza uma plataforma de 12 quilos, com dimensões de 30 centímetros de comprimento, 20 centímetros de altura e 10 centímetros de largura,  trazendo o “estado da arte” em tecnologias de pequenos satélites.

Microssatélite – São considerados nanossatélites aqueles que tenham até 10 quilos; a partir desse peso e até 30 quilos, a denominação técnica passa a ser “microssatélite”. Apesar de o VCUB ter ganhado dois quilos adicionais, ele continua sendo considerado um nanossatélite.

Em sentido contrário – O nanossatélite vai passar 14 vezes em órbita quase polar (sentido norte-sul, aproximadamente), girando em direção oposta à da Terra.

Vida útil – O VCUB é programado para operar por três anos, mas existem satélites que têm a vida útil planejada para cerca de cinco anos e operam há mais de 15 anos.

Constelações – A partir de três satélites em operação conjunta já se considera uma constelação. Estudos mostram que nove satélites seriam suficientes para cobrir o Brasil inteiro em 20 dias.

APIs – A sigla API significa Interface de Programação de Aplicativos e vem do termo em inglês Application Programming Interface. APIs servem de base para o desenvolvimento de produtos de software específicos, de acordo com a área de atuação de cada empresa que desenvolve soluções para o mercado.

SpaceX – Para realizar o lançamento do VCUB, a Visiona contratou a norte-americana SpaceX, companhia pertencente ao empresário Elon Musk.

Mais qualidade e quantidade de dados

Mesmo com seu pequeno porte, o Visiona CUB carrega a tecnologia dos grandes satélites e vai passar 14 vezes por dia ao redor da Terra. São esperados ganhos na periodicidade de coleta de imagens, podendo passar de intervalos de cinco dias para uma frequência de até dois dias, aumentando a probabilidade de coletar imagens sem nuvens – obstáculos à visualização de alvos no solo.

O satélite estará equipado com câmera de alta resolução espacial especificamente projetada para captar alvos agrícolas com maior detalhamento. A inovação é resultante da parceria com a Embrapa e conta com a instalação de sistema inédito no País, que permite ao satélite apontar com precisão sua câmera para o local desejado ou realizar uma correção de órbita, entre outras aplicações.

“Atualmente, os satélites em operação fornecem imagens com detalhamento de 5 a 30 metros de distância do solo. O nosso vai alcançar 3,5 metros”, destaca  Cleber Oliveira. Além disso, a adição de uma banda espectral, denominada borda do vermelho, confere maior definição às imagens, melhorando a acurácia na visualização de cultivos, indica o diretor.

Até então, para a agricultura, vinham sendo utilizadas as bandas do azul, verde, vermelho e infravermelho próximo. O VCUB contará também com um sistema de coleta de dados na banda de Frequência Ultra-Alta (UHF) baseado na tecnologia de rádio definido por software (SDR). Os cientistas ressaltam que os sistemas embarcados serão validados no primeiro trimestre de 2023, quando o VCUB entrar em operação.

A pesquisa

O pesquisador João Antunes, da Embrapa, gestor técnico do acordo, avalia que a iniciativa conjunta – denominada Estimativa de Produtividade Agrícola por meio de Modelo Agrometeorológico-Espectral – significará uma evolução da API Agritec (interface de programação voltada ao agro), viabilizando maior assertividade nas previsões de produtividade das culturas da soja e milho no estado do Maranhão.

“A solução tecnológica deve ser aperfeiçoada com a incorporação futura de dados obtidos das imagens do VCUB”, prevê o pesquisador. Pelo acordo, caberá ao centro de pesquisa validar as informações, imagens espaciais e mapas dos cultivos agrícolas cedidos pela Visiona.

A Visiona igualmente prestará informações técnicas referentes à execução do acordo e fornecerá informações necessárias ao desenvolvimento do sistema. A Faped será responsável pela gestão administrativa e gerenciamento dos recursos financeiros, em conformidade com o cronograma e o plano de trabalho, bem como pela prestação de contas.

Módulos

Na primeira etapa, conduzida pela Visiona em conjunto com o estado do Maranhão, os agricultores fizeram o cadastro indicando localização, cultivos realizados e estimativa de produtividade.

No segundo módulo, utilizando dados agrometeorológicos, a Embrapa atua na indicação da localização dos cultivos e na estimativa de produtividade das áreas em que há produção de soja e milho no estado. O pesquisador Santiago Cuadra, da Embrapa, é o responsável pela inclusão de dados espectrais na API Agritec.

O módulo 3 do sistema entrará em produção antes do lançamento do VCUB e usará imagens públicas de satélites para aprimorar a estimativa de produtividade por meio de Modelo Agrometeorológico-Espectral. “Quando o VCUB estiver em operação, os dados coletados pelo nanossatélite poderão ser incorporados nessa nova versão da API Agritec", avalia o pesquisador.

Primeiros meses de testes

Thiago Rodrigues, gerente de Projetos e Desenvolvimento de Soluções, da Visiona, lembra que o VCUB é considerado um satélite de validação de tecnologias. Depois de lançado, ele deve passar pelo período de comissionamento, quando todos os subsistemas são colocados à prova, testados e validados.

“Vamos testar se a comunicação com o satélite está adequada, se a câmera a bordo do satélite está coletando os dados corretamente. Também será calibrada a coleta de dados em solo e a resposta dos alvos que estão sendo detectados pela câmera”, detalha o gerente.

Somente após esse período, com duração de três a seis meses, é que o nanossatélite entra em operação para aplicações. Rodrigues informa que o foguete lançador do VCUB contratado pela Visiona é da empresa americana Space X.