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Como a inteligência artificial promete melhorar produção de matéria-prima do chocolate na Amazônia

Em Paragominas, a cerca de 300 quilômetros de Belém, a implementação de uma ferramenta poderá diminuir custos e acelerar o diagnóstico de doenças

Fungos e pragas podem prejudicar bastante o cultivo de cacau, matéria-prima do chocolate. Provocada por um fungo, a vassoura-de-bruxa — que causa o amarelamento e apodrecimento de frutos —, por exemplo, pode infectar uma lavoura quase inteira quando aparece. Como técnicos em agronomia às vezes precisam sair de longe para realizar o diagnóstico, identificar estes problemas pode ser demorado e custoso. Em Paragominas, cerca de 300 quilômetros a sul de Belém do Pará, uma ferramenta de inteligência artificial promete diminuir custos e acelerar o diagnóstico de doenças em culturas de cacau.

A proposta da ferramenta — um software em desenvolvimento na Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA) — é usar uma técnica automatizada de reconhecimento de imagem para identificar as diferentes pragas e doenças que podem atingir o cultivo de cacau em Paragominas.

O professor Marcus Braga, líder do projeto e coordenador do Núcleo de Pesquisas em Computação Aplicada da UFRA em Paragominas, conta que a Bahia costumava ser o maior estado produtor de cacau no Brasil, “mas perdeu essa posição por causa de doenças que não conseguiram tratar a tempo.”

Em 2020, o Pará já havia alcançado o posto de maior produtor do País, e hoje responde por metade da produção nacional. Conforme a cultura se consolida em Paragominas, a ideia é eliminar pragas com a maior velocidade e precisão possível, continua Braga.

“Cacau, banana e milho têm doenças com padrões de imagem bastante claros, que podem ser detectadas visualmente ainda no início,” conta Braga. Por isso, é possível usar visão computacional para apreender esses padrões.

Um software com essa capacidade, diz o professor, poderia ser especialmente útil para o pequeno produtor. “Como a assistência técnica não é muito acessível aqui na região, especialmente para o pequeno agricultor, as pessoas vão tratando dos problemas na lavoura com os próprios saberes,” conta o engenheiro florestal Francisco Neto, que é produtor de cacau em Paragominas.

“Cacau, banana e milho têm doenças com padrões de imagem bastante claros, que podem ser detectadas visualmente ainda no início,” conta Braga. Por isso, é possível usar visão computacional para apreender esses padrões
“Cacau, banana e milho têm doenças com padrões de imagem bastante claros, que podem ser detectadas visualmente ainda no início,” conta Braga. Por isso, é possível usar visão computacional para apreender esses padrões Foto: Núcleo de Pesquisas em Computação Aplicada – Universidade Federal Rural da Amazônia (NPCA/UFRA)

Segundo a Secretaria de Meio Ambiente e Sustentabilidade do Pará, agricultores familiares respondem pela maior parte do cacau produzido no Estado — e 70% da produção é feita usando sistemas agroflorestais em áreas que eram degradadas.

Para funcionar, o software precisa reconhecer a diferença entre um fruto de cacau saudável e um doente — e dentre os doentes, entender que praga ataca aquele fruto mais provavelmente. Assim, Braga e sua equipe construíram um banco de imagens de frutos saudáveis, e outros atacados por males como vassoura-de-bruxa, mal-do-facão ou colchonilha em diversos estágios de desenvolvimento.

Braga explica que, primeiro, a equipe usou imagens públicas para montar a base de dados a fim de treinar um programa piloto de inteligência artificial para entender o que é um fruto doente e um saudável.

“Usamos 70% das imagens para treinar o algoritmo para diferenciar o cacau saudável de um com uma doença específica A ou B. Com os 30% de imagens restantes — com as quais o programa não teve contato anteriormente —, nós testamos o que foi treinado para ver se o algoritmo consegue de fato identificar doenças específicas e diferenciá-las de cacau saudável. Consigo medir a taxa de acerto porque sei de antemão o que é um cacau saudável e o que é um cacau com a doença A e com a doença B,” conta Braga.

“A taxa de acerto com dados públicos tem sido alta, por volta de 96, 97%,” continua ele.

Agora, a equipe está usando imagens de cacau de diversas propriedades de Paragominas para refinar o software e aumentar sua precisão para as culturas de cacau daquela região do Pará. Um agrônomo e um engenheiro florestal visitam as plantações para fazer as fotos que serão usadas posteriormente no projeto.

Equipe está usando imagens de cacau de diversas propriedades de Paragominas para refinar o software e aumentar sua precisão para as culturas de cacau daquela região do Pará
Equipe está usando imagens de cacau de diversas propriedades de Paragominas para refinar o software e aumentar sua precisão para as culturas de cacau daquela região do Pará Foto: Núcleo de Pesquisas em Computação Aplicada – Universidade Federal Rural da Amazônia (NPCA/UFRA)

Braga e sua equipe patentearam a tecnologia em novembro passado e esperam que o programa esteja pronto para uso gratuito em meados deste ano. O projeto está em funcionamento desde junho de 2022 e tem financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas (Fapespa).

“Aguardo ansiosamente os resultados,” diz Neto, que colaborou com o projeto com informação técnica e abriu sua propriedade de cinco hectares para a equipe de Braga fazer as fotos.

Ele planta cacau há quase três anos e conhece bem as especificidades e desafios de plantar cacau na Amazônia. “Problemas com fungos são muito comuns por aqui porque a região é extremamente úmida. Precisam de podas especiais e um espaçamento diferente,” diz.

Ele conta que, há alguns anos, ajudou a fazer testes de adaptação de variedades trazidas da Bahia para ver quais se adaptavam melhor às condições ambientais no Pará. Das pouco mais de dez variedades trazidas por José Carminati, um dos pioneiros da cultura do cacau em Paragominas, três chamaram a atenção de Neto por sua alta adaptabilidade: BN 34, Cepec 2002, e PS 1319.

Foi preciso fazer testes de adubação e resistência a podas e pragas para ver como as variedades reagiriam. “Elas tiveram uma grande produtividade e se mostraram ótimas culturas para a produção de chocolates finos,” conta Neto, que diz alta produtividade é importante porque a maioria dos produtores está em pequenas propriedades — como a dele, que tem cinco hectares.

“Eu costumo falar que são cinco hectares bem-feitos porque produz o equivalente de uma área de 30, 50 hectares,” assevera.

Neto diz que a prevenção e o rápido diagnóstico de pragas vai ser essencial para manter a alta produtividade dessas variedades na propriedade dele e de outros agricultores da região.

Em 2020, o Pará já havia alcançado o posto de maior produtor do País, e hoje responde por metade da produção nacional
Em 2020, o Pará já havia alcançado o posto de maior produtor do País, e hoje responde por metade da produção nacional Foto: Núcleo de Pesquisas em Computação Aplicada – Universidade Federal Rural da Amazônia (NPCA/UFRA)

Ele observa que em Tomé-Açu, que fica cerca de 200 quilômetros a noroeste de Paragominas, os produtores de cacau estão tendo problemas com fungos e pragas porque, além de usar variedades genéticas do fruto um pouco mais antigas, o diagnóstico rápido é mais difícil.

“Estou trabalhando com novas variedades de cacau há dois anos e meio, mas tenho certeza de que pelo quinto ou sétimo ano de produção, pragas vão aparecer. Isso é certeza. Estamos preocupados em nos antecipar aos problemas,” conta Neto, que diz que o aplicativo da UFRA será um grande aliado nesse sentido.

Marcus Braga lembra que um dos resultados que se espera com o aplicativo é aumentar o valor agregado na produção de cacau — que será importante para o mercado interno, mas mais ainda para quem exporta.

“A gente oferece a possibilidade de um selo de qualidade de que o cacau daquele produtor é livre de doença e de contaminação — assim você agrega valor na cadeia produtiva e aumenta o preço final daquele cacau. Esse é um próximo passo que nós estamos preparando,” diz Braga.

Os benefícios não se restringem a aumentar qualidade e produtividade de cacau — especialmente no estado que vai receber a Conferência das Partes para as negociações do clima no ano que vem.

Segundo Braga, o software em desenvolvimento é um exemplo de projeto que fortalece a bioeconomia na região. “O cacau precisa da sombra de outras árvores para crescer. Isso quer dizer que, para produzir o fruto, não preciso devastar, não preciso queimar floresta — pelo contrário: interessa ter a floresta em pé para plantar cacau. Por isso é um produto super interessante na cadeia da bioeconomia e nos interessa estender essa linha,” conta o professor.

Informações: Estadão.

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ArcelorMittal e Sipremo avançam com aplicativo para o combate de pragas

Esta é a primeira iniciativa com uso de inteligência artificial para monitoramento de florestas de eucalipto e pinus e controle de pragas no Brasil

A ArcelorMittal e a Sipremo desenvolveram um aplicativo inovador contra pragas e que já conta com um ano de operação bem-sucedida. Após o mapeamento de uma série de variáveis climáticas e operacionais, a produtora de aço e a startup criaram um software de solução preditiva para auxiliar no combate de pragas. É uma iniciativa inédita com uso de inteligência artificial para monitoramento de florestas e previsão e controle no Brasil.

O programa, em operação desde fevereiro de 2022, permite o diagnóstico do nível de infestação e a antecipação de área afetada em hectare com a indicação da praga, data e local. Além do ineditismo na área florestal, o aplicativo é também o primeiro desenvolvido no modelo idealizado pelo Açolab, hub de inovação aberta, criado pela ArcelorMittal em 2018. O laboratório de inovação visa criar e impulsionar novos negócios e produtos para aumentar a competitividade e enriquecer a proposta de valor da cadeia da ArcelorMittal. 

No ano passado, a solução começou a ser testada nas áreas plantadas da BioFlorestas, da ArcelorMittal, responsável pela produção de carvão vegetal a partir de florestas renováveis de eucalipto. 

Os principais pontos positivos com o emprego da solução foram a diminuição da utilização de pesticidas químicos, a redução da emissão de CO2 na atmosfera. Em 2021, durante a Prova de Conceito, o monitoramento de milhares de hectares das áreas da BioFlorestas, apontou uma diminuição de 90% no uso de pesticidas e sem nenhum risco de contaminação química. Para se ter ideia dos ganhos com a instalação do software, a redução do custo de combate de praga por hectare caiu mais de 40%.

“Com a informação antecipada, foram verificados controles mais efetivos. A ação com o suporte da tecnologia proporcionou a redução do impacto ambiental e dos custos com combates às pragas”, revela Gabriel Savio, CEO da Sipremo.

Outro ponto positivo é que o modelo desenvolvido pela Sipremo conta com uma alta taxa de assertividade para o controle das pragas, de aproximadamente 85%, e que por conta do modelo de tecnologia utilizado, tende a crescer conforme se aumenta o uso e a interação com a solução. Com a adoção do aplicativo, os deslocamentos dos colaboradores da BioFlorestas são mais assertivos, o que permite a redução de consumo de combustíveis pelo pessoal de campo nas visitas de combate terrestre e aéreo.

“O app é baseado em inteligência artificial e com os avanços já verificados, a tendência é que novas funcionalidades sejam mapeadas, testadas, desenvolvidas e implementadas na ferramenta. O objetivo é ampliar ainda mais a sua assertividade”, explica Rodrigo Carazolli, Gerente Geral de Inovação, Novos Negócios e Açolab Ventures na ArcelorMittal.

Funcionamento – O aplicativo pode ser usado no celular ou tablet e funciona off-line.  Com a introdução do aplicativo reduziu-se o risco de contar com informações incompletas e não é mais necessária a adoção de pranchetas ou o preenchimento de informações em formulários descentralizados no trabalho de campo. O software já está sendo utilizado por operadores e gerentes das unidades de BioFlorestas. O aplicativo foi desenvolvido com a participação direta da BioFlorestas e do Açolab e é resultado da união de expertises. “O uso do banco de dados de mais de 40 anos da BioFlorestas, o papel potencializador do Açolab e a inteligência artificial nas áreas climática e geográfica da Sipremo trouxeram um novo marco para o mercado de cultivo de eucalipto”, aponta Wagner Barbosa, diretor da BioFlorestas e Mineração ArcelorMittal.

Após um teste bem-sucedido da solução de previsão climática da Sipremo, representantes da BioFlorestas sugeriram o aprimoramento do programa com a atuação proativa no combate às pragas. O aperfeiçoamento do software levou cerca de oito meses (três de construção e mais cinco de testes e melhorias).

Pioneirismo e mercado –  O objetivo da ArcelorMittal e da Sipremo é não apenas utilizar a solução na BioFlorestas, mas também disponibilizá-la no mercado. O foco está nas empresas do setor de siderurgia, papel e celulose, moveleiro e madeireiro. “É um diferencial competitivo para a BioFlorestas. Algumas empresas concorrentes da área de siderurgia e do setor florestal têm manifestado interesse pelo aplicativo”, revela Carazolli. 

Histórico – Até o final da década de 1970, eram raras as epidemias de pragas no setor florestal brasileiro. O aumento da movimentação de mercadorias no comércio e do turismo internacional acarretaram a introdução de novas pragas florestais, ocasionando impactos negativos na produtividade florestal. “O setor florestal é carente de inovação e tecnologia. O grande avanço do aplicativo é gerar decisões inteligentes. Além disso, o uso da tecnologia traz mudanças na gestão florestal, permitindo que as operações deixem de ser feitas de forma reativa e passem a ser proativas”, afirma Savio. 

Sobre a ArcelorMittal – Maior produtora de aço do Brasil e líder no mercado global, o Grupo ArcelorMittal tem cerca de 158 mil empregados, sendo 16 mil  no Brasil, e atende a clientes em 155 países, com o propósito de criar aços inteligentes para as pessoas e o planeta. A empresa tem unidades industriais em sete estados (CE, ES, MG, MS, RJ, SC e SP), além de unidades de distribuição e serviços em todo o país, sendo a única do setor no Brasil a contar com a certificação ResponsibleSteel. As plantas brasileiras têm capacidade de produção anual de 7 milhões de toneladas de minério de ferro e de 15,5 milhões de toneladas de aço bruto, com aplicação nas indústrias automobilística, de eletrodomésticos, construção civil e naval, dentre outras. A empresa atua, ainda, em áreas diversificadas como geração de energia para consumo próprio, produção de biorredutor renovável (carvão vegetal a partir de florestas renováveis de eucalipto) e tecnologia da informação.

Sobre a Sipremo – A Sipremo é uma empresa pioneira no país na geração de decisões inteligentes pela perspectiva do clima, relacionando a previsão e monitoramento de eventos climáticos e desastres naturais, com as operações monitoradas. A Sipremo nasceu junto à Defesa Civil do Estado de São Paulo, estado onde monitora quase 40 cidades.  A tecnologia da Sipremo foi criada para ajudar a resolver os problemas da gestão do clima, por meio da previsão de diferentes condições climáticas e desastres naturais, oferecendo suporte à tomada de decisão proativa para seus clientes, gerando impactos operacionais, financeiros e ambientais positivos.

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