Agricultores obtêm ferramentas do espaço

O serviço combina dados de sensores da NASA em órbita para determinar as condições atuais de campo

A IrriWatch BV de Wageningen, Holanda, usa fluxos de dados disponíveis publicamente de instrumentos construídos pela NASA em órbita, incluindo o Ecosystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment desenvolvido no Jet Propulsion Laboratory, para calcular o estresse das plantas e outros fatores importantes para a agricultura em campos de agricultores em todo o mundo. Os agricultores agora compram as informações quase em tempo real como um serviço baseado em assinatura.

O professor e cientista Wim Bastiaanssen fundou a empresa holandesa IrriWatch BV em 2019 porque queria colocar uma ferramenta poderosa, baseada no espaço, nas mãos dos agricultores – uma que os ajudaria a tomar decisões mais bem informadas sobre suas operações do dia a dia. Isso significa que a ferramenta, diferente de muitas outras baseadas em dados de satélite, oferece informações frequentes e atualizadas que podem ajudar os agricultores a salvar as colheitas antes do ponto sem retorno.

“Se você contar a eles o que aconteceu no campo deles há 10 dias, é tarde demais”, disse Roula Bachour, gerente de produtos da IrriWatch. “Você não precisa me dizer que tenho solo seco se eu já vejo que a colheita está morta.”

À medida que a NASA continuou a colocar mais olhos no céu e tornou os dados resultantes disponíveis gratuitamente, várias empresas surgiram para transformar essas informações em ferramentas para a agricultura. Mas elas normalmente informaram a tomada de decisões de longo prazo, como ajustar práticas agrícolas de uma estação para a outra ou antecipar colheitas com bastante antecedência. Bastiaanssen queria ajudar os agricultores a planejar cada dia com base nas condições em seus campos no momento.

O IrriWatch também é um dos únicos produtos a combinar essa pontualidade com a capacidade de usar dados de satélite para calcular a evapotranspiração – a quantidade de água que está evaporando do solo ou sendo “exalada” pelas plantações, o que é um excelente indicador da saúde das plantas. Essas informações são derivadas de termovisores em satélites aplicando algoritmos matemáticos sofisticados. Há um punhado desses modelos, um dos quais Bastiaanssen criou na década de 1990, e Bachour disse que esses modelos detalhados de balanço de energia são complicados o suficiente para que a maioria das empresas prefira métodos mais simples.

Embora modelos para observação da saúde das plantas baseados em dados de comprimentos de onda visíveis e infravermelhos próximos, como o índice de vegetação de diferença normalizada, sejam mais amplamente utilizados, eles geralmente não registram o estresse das plantas até que seja tarde demais, disse ela.

Em junho de 2023, a empresa, cujos escritórios permanecem em Wageningen, Holanda, se fundiu com a empresa luxemburguesa Hydrosat, que também fornece imagens térmicas de satélite e está lançando sua própria constelação de pequenos satélites para suplementar os imageadores da Terra existentes, garantindo imagens frequentes e de alta resolução em todo o globo. O IrriWatch manterá seu nome como um produto da Hydrosat.

Observando a murcha

Por enquanto, o IrriWatch extrai seus dados térmicos de três fontes. Uma, o Ecosystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS), é o primeiro imageador da Terra desenvolvido especificamente para observar a evapotranspiração. Construído no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, o ECOSTRESS fica do lado de fora da Estação Espacial Internacional, onde foi afixado em 2018. Enquanto isso, uma série de satélites Landsat, construídos e lançados pela NASA e gerenciados pelo US Geological Survey, observam a superfície da Terra há 50 anos e formam o burro de carga pelo qual a maioria dos outros satélites de observação da Terra são calibrados. E o Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) vem de uma parceria entre a NASA e a National Oceanic and Atmospheric Administration.

O ECOSTRESS ostenta mais faixas térmicas do que o Landsat e resolução muito maior do que o VIIRS. Mas sua casa na estação espacial lhe dá outra vantagem, disse Simon Hook, pesquisador principal do ECOSTRESS no JPL. Enquanto a maioria dos satélites de observação da Terra estão em órbita heliossíncrona, o que significa que eles sempre passam sobre os mesmos lugares na mesma hora do dia, a órbita da estação espacial a coloca sobre um determinado ponto em todos os diferentes momentos do dia. “Sabemos que o estresse das plantas está mudando ao longo do dia, então, ao voar em diferentes momentos do dia, podemos observar esse padrão, enquanto os outros satélites não podem”, disse Hook.

Como a evapotranspiração mostra quanta água uma cultura está consumindo e os modelos podem dizer o quão úmido o solo está, ela ajuda o fazendeiro a avaliar as necessidades de irrigação do dia a dia e obter o máximo de culturas com o mínimo de água, daí o nome IrriWatch. Mas mais informações podem ser extrapoladas desses dados, disse Bachour. Isso inclui a produção de matéria seca, que ajuda a prever os rendimentos, bem como a quantidade de água que um campo está usando ao longo do tempo, o que ajuda no gerenciamento da água. Também é usado para calcular quanto carbono está sendo sequestrado no solo, o que pode validar práticas agrícolas ecologicamente corretas. E, simplesmente mostrando o estresse das plantas, pode alertar os fazendeiros sobre doenças, pragas e outros problemas.

Bachour disse que também ouviu falar de benefícios de assinantes que conseguiram reduzir significativamente o consumo de diesel bombeando menos água ou planejaram sua colheita com base na produção diária de matéria seca, ou que economizaram tempo visitando apenas campos onde os dados mostravam problemas surgindo.

Mas nem todos os assinantes são agricultores. Os gestores de água da Califórnia à Índia usam o IrriWatch para calcular o uso de água com mais precisão e alocar água de forma mais justa. O serviço ajuda as empresas que criam variedades de sementes de plantas de algumas maneiras. Ele pode ajudá-las a monitorar e comparar diretamente o desempenho de suas variedades de plantas em diferentes partes do mundo. E como elas geralmente são cultivadas por contratados, a empresa de sementes pode querer fornecer aos seus agricultores contratados dados do IrriWatch para ajudá-los a cultivar e garantir práticas consistentes. Bachour observou que as empresas de processamento de alimentos também o usam para monitorar as fazendas de seus fornecedores para prever quanto rendimento esperar e quais fazendas devem ser colhidas primeiro. Outros assinantes ainda são empresas com suas próprias plataformas e aplicativos de agricultura digital, que incorporam dados do IrriWatch em seus produtos.

Tudo em todos os lugares, todos os dias

Na época da fusão, a IrriWatch, uma operação de oito pessoas, tinha clientes em cerca de 60 países.

Bachour observou que todo o modelo de negócios foi baseado em dados de alta qualidade da NASA que são precisos, constantemente atualizados e – crucialmente – disponíveis gratuitamente. “Você só pode disponibilizá-los para os fazendeiros se for acessível, e é acessível porque obtemos os dados de graça”, disse ela. “Eles não querem pagar mais do que a economia de água ou qualquer outra coisa que estejam ganhando.”

Se ela pudesse pedir algo mais, ela disse, seriam mais desses dados: “Gostaria que tivéssemos uma imagem do Landsat todos os dias em todo o mundo”. É um desejo que pode ser atendido em breve, não pelo Landsat, mas pela combinação de novos instrumentos da NASA e de outras agências espaciais, bem como pela futura constelação Hydrosat.

Por sua vez, o ECOSTRESS da NASA é um precursor de uma missão planejada de Biologia de Superfície e Geologia que expandirá seu trabalho, disse Hook. “Então, esperançosamente, essas medições estarão disponíveis para os fazendeiros por muitos anos.”

Olhando para o futuro, ele disse, as agências espaciais francesa e indiana estão propondo desenvolver outro instrumento similar, assim como a Agência Espacial Europeia. Ao combiná-los com os sucessores do ECOSTRESS, disse Hook, “teremos essas medições detalhadas de temperatura de toda a Terra todos os dias, e isso seria absolutamente fantástico para a ciência e para o benefício da sociedade”.