AGRICULTURA INTELIGENTE: PLATAFORMA DE AUTOMAÇÃO HIDROPÔNICA DE BAIXO CUSTO COM ARDUINO E TECNOLOGIA
1ALEX VINICIUS FARIA, 2EDUARDO GOIANO DA SILVA, 3MARCIA CRISTINA DADALTO PASCUTTI, 4SILVIA GRACIELE HULSE DE SOUZA
1Doutorando em Biotecnologia Aplicada à Agricultura, Universidade Paranaense – UNIPAR, Umuarama-PR, Brasil 2Acadêmico do Curso de Doutorado Em Biotecnologia Aplicada à Agricultura - Turma Ix da UNIPAR 3Acadêmica do Curso de Doutorado Em Biotecnologia Aplicada à Agrigultura - Turma X da UNIPAR 4Docente da UNIPAR
Introdução: A agricultura enfrenta desafios decorrentes das mudanças climáticas, como alterações nos regimes de chuvas, secas prolongadas e instabilidade ambiental, que impactam diretamente a produção de alimentos (LOOSE, 2018). Projeções indicam que será necessário aumentar em 70% a produção até 2050 para atender a 10 bilhões de pessoas (GLOBAL ENVIRONMENT FACILITY, 2019). Nesse cenário, a agricultura em ambiente controlado (CEA) surge como alternativa estratégica, possibilitando cultivos sustentáveis em estufas e sistemas hidropônicos. A hidroponia, especialmente a Técnica de Fluxo Laminar de Nutrientes (NFT), utiliza solução nutritiva em substituição ao solo, garantindo eficiência no uso da água, redução de pragas e possibilidade de produção contínua (RESH, 2022). Entretanto, exige monitoramento constante de parâmetros como pH, condutividade elétrica (CE) e temperatura, demandando soluções de automação acessíveis. Objetivo: Desenvolver e validar uma plataforma automatizada de baixo custo para o cultivo de Lactuca sativa L., utilizando o microcontrolador Arduino Mega integrado a uma interface web para monitoramento e controle de parâmetros essenciais do sistema hidropônico NFT. Material e Métodos: O sistema foi projetado a partir da análise de requisitos de hardware e software. Utilizou-se Arduino Mega 2560, sensores de pH (pH-4502c), condutividade elétrica (TDS), temperatura e umidade (DHT22), além de atuadores como bombas submersas JT100 para correção de nutrientes e pH. O módulo ESP8266 foi empregado para comunicação sem fio entre o microcontrolador e o servidor web. A interface foi desenvolvida em HTML, CSS, JavaScript e PHP, com banco de dados MySQL hospedado em servidor Apache via XAMPP. O protótipo utilizou sistema NFT com capacidade para 32 mudas de alface, alimentado por bomba submersa de 150 l/h. Testes em ambiente simulado verificaram a eficiência da comunicação e estabilidade das leituras dos sensores. Resultados: Os sensores apresentaram valores consistentes e estáveis para pH, CE e temperatura, demonstrando confiabilidade no monitoramento. A interface web exibiu dados em tempo real de forma responsiva, adaptada a smartphones e desktops, com indicadores gráficos em cores (verde, amarelo e vermelho) que facilitaram a interpretação. O sistema permitiu alertas para reposição de insumos e mostrou viabilidade de automação de baixo custo para pequenos produtores. A configuração do microcontrolador via interface ainda está em desenvolvimento, aguardando validação em campo com cultivo real de alface. Discussão: Os resultados corroboram estudos anteriores (SILVA et al., 2017; CARLET, 2020), que destacam a eficácia do Arduino no monitoramento de variáveis hidropônicas. A integração com interface web amplia a acessibilidade e supera barreiras técnicas encontradas por agricultores no uso de tecnologias complexas (LIMA, 2014). Diferente de soluções comerciais de alto custo, a proposta oferece alternativa economicamente viável, aproximando a agricultura familiar dos conceitos da Agricultura 4.0. O desafio futuro está na durabilidade dos sensores em ambiente real e na calibração contínua, aspectos críticos também apontados em pesquisas similares. Conclusão: A plataforma desenvolvida mostrou-se eficiente para monitoramento remoto de parâmetros hidropônicos, apresentando potencial para aplicação em pequenos sistemas produtivos. Os objetivos iniciais foram atingidos, com resultados promissores em ambiente simulado. A próxima etapa será a validação em campo, em casa de vegetação com três ciclos de cultivo de Lactuca sativa L. A integração de hardware acessível com ferramentas web de código aberto indica uma solução sustentável e replicável para a agricultura em ambientes controlados.
Referências: BARON, Luiz Carlos et al. Desenvolvimento e avaliação da viabilidade técnica de dispositivos para automação hidropônica. Almanaque multidisciplinar de pesquisa, v. 8, n. 1, 2021. CARLET, M. A. Automação de horta hidropônica utilizando microcontrolador arduino. 2020. Dissertação (Mestre em Tecnologias Computacionais para o Agronegócio) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2020. GLOBAL ENVIRONMENT FACILITY. Safeguarding the Global commons: The Seventh Replenishment of the global Environment Facility. Washington, 2019. LIMA, J. E. L. Sistema de Comunicação e Controlo para Hidroponia. 2014. 142p.  Dissertação (Mestrado   Engenharia   Mecatrónica). Escola de Engenharia, Universidade do Minho, Braga/Guimarães,  Portugal, 2014. Disponível em: https://repositorium.sdum.uminho.pt/bitstream/1822/34363/1/Disserta%C3%A7%C3%A3o_Jos%C3%A9%20Evaristo%20Lopes%20Lima_2014.pdf. Acesso em: 10 jul. 2024. LOOSE, Eloisa; MORAES, Cláudia. Mudanças do clima e de pauta! in Jornalismo ambiental: teoria e prática [ livro eletrônico] / organizado por Ilza Maria Tourinho Girardi ... [et al.] – Dados eletrônicos – Porto Alegre: Metamorfose, 2018. p.113– 124. RESH, Howard M. Hydroponic food production: a definitive guidebook for the advanced home gardener and the commercial hydroponic grower. CRC press, 2022. SILVA, M. G. et al. Monitoramento de elementos meteorológicos e temperatura da solução nutritiva hidropônica em ambiente protegido com uso do arduino. In: IV Inovagri International Meeting XXVI CONIRD : Cogresso nacional de irrigação e drenagem III SBS - Simposio Brasileiro de salinidade. 2017, Roncavo. Anais [...]. p.11. Acesso em: 9 mar. 2022.