A agricultura no geral e viticultura em particular passaram por uma série de transformações (revoluções) das quais resultaram aumentos da produtividade e consequentemente aumentos do rendimento dos produtores. A introdução da mecanização da cultura nas primeiras décadas do século XX, a que se seguiu a revolução verde da década de 60 durante a qual se assistiu ao uso generalizado de produtos químicos provocaram um significativo aumento da eficiência e produtividade das explorações agrícolas, mas tiveram consequências muito negativas ao nível da destruição dos ecossistemas, da contaminação química da água, da contaminação e degradação  dos solos, da segurança alimentar e do consumo de energia e recursos.

Os graves problemas deixados pela Agricultura 2.0 obrigaram à adopção de novas estratégias produtivas centradas não apenas na sustentabilidade económica mas também na sua sustentabilidade ambiental, social, na segurança alimentar e no uso racional de energia e recursos.  Para estas novas estratégias muito contribuíram o rápido desenvolvimento da informática, da electrónica e da robótica, verificado nas últimas décadas do século XX. A agricultura de precisão (AP), definida como uma estratégia de gestão de uma parcela ou de uma exploração que recolhe, processa e analisa dados temporais e espaciais e os combina com outras informações para apoiar as decisões de acordo com a variabilidade estimada, teve consequências amplamente reconhecidas na melhoria da eficiência na utilização de recursos e energia, na produtividade, na rentabilidade, na qualidade e na sustentabilidade da produção agrícola (International Society of Precision Agriculture https://www.ispag.org/, 2019)).

Nos nossos dias a agricultura entra na sua versão 4.0, no designado processo de transformação digital, tirando partido dos desenvolvimentos em diferentes tecnologias atuais como a Internet das Coisas (IoT),  o Big Data,  a Inteligência Artificial, o Cloud Computing e a sensorização remota e de proximidade. A agricultura 4.0 é a evolução direta do conceito de "agricultura de precisão" e refere-se à capacidade de implementar intervenções bem direcionadas e eficientes, recorrendo à recolha e análise de uma grande quantidade de dados através de tecnologias avançadas e interligadas. Tem por objectivo final contribuir para um aumento da produtividade, para uma alocação racional de recursos, para adaptação às alterações climáticas e para minimizar o desperdício alimentar.

Na viticultura 4.0, o vitivinicultor poderá encontrar dificuldades em tomar decisões de gestão da sua exploração suportadas apenas num volume muito grande de dados de diferente natureza (dados ambientais relacionados com dados das culturas e económicos). Neste contexto, os sistemas de apoio à decisão (Decison Support Systems) são instrumentos inteligentes essenciais, que capazes de recolher e processar dados de diferentes fontes, fornecem ao seu utilizador um conjunto de recomendações para o apoiar à tomada de decisões. Na agricultura os sistemas de apoio à decisão (ADSSs) têm aplicação nas áreas do planeamento, da gestão do regadio, da sanidade, da avaliação do impacto das alterações climáticas e da gestão de resíduos.

A incorporação nos ADSSs de módulos de previsão baseados em modelos de culturas (Crop Models) que, com base nas condições ambientais, permitam prever o desenvolvimento da cultura, os diferentes acontecimentos biológicos que ocorrem durante o ciclo produtivo, o rendimento e a qualidade da produção será especialmente útil para que os vitivinicultores possam preparar com a devida antecedência as suas decisões de gestão, minimizando a incerteza.

Para além de serem especialmente importantes no apoio à gestão da vinha, os modelos de cultura são também instrumentos fundamentais para a avaliação do impacto das alterações climáticas e para a avaliação da adaptabilidade das castas.

Neste contexto o projeto Mod4Viti4.0 tem por objetivo central o desenvolvimento de sistema que, através de modelos de cultura e a partir dos dados de monitorização das condições ambientais, permita efetuar a previsão do desenvolvimento vegetativo da videira, do risco sanitário, da produção e da qualidade do mosto de castas autóctones das regiões do Dão e de Lafões. Pretende-se ainda avaliar o efeito das condições edafoclimáticas e das práticas vitícolas e maneio do solo nos índices de vegetação.

Com Mod4Viti4.0 pretende-se desenvolver e testar um sistema que, através de modelos de cultura e a partir dos dados de monitorização das condições ambientais,  permita efetuar previsão do desenvolvimento vegetativo, do risco sanitário, da produção e da qualidade do mosto de castas autóctones na região do Dão no contexto climático atual e futuro. Beneficiando dos trabalhos de modelação desenvolvidos no âmbito do projeto CENTRO-04-3928-FEDER-000001, dos dados históricos de 44 castas, recolhidos pela DRAPC, desde 1958 (62 anos) na região do Dão, e da uma rede de parcelas de monitorização agronómica e ambiental já instalada, que engloba 8 locais da região representativos das várias sub-regiões, constituirá uma ferramenta de previsão muito útil para o apoio à tomada de decisão dos vitivinicultores e de decisores públicos. Esta ferramenta poderão ser integrada em outros sistemas de apoio à decisão (ADSSs) potenciando as suas funcionalidades incorporando a capacidade de previsão de acontecimentos biológicos que permitam aos vitivinicultores preparar com a devida antecedência as suas decisões de gestão.  Por outro lado, a parametrização dos modelos de cultura para as diferentes castas são também um contributo muito significativo para a caracterização do património genético e da sua adaptabilidade aos diferentes “terroir” da região.

Para a realização deste projeto prevê-se o alargamento da rede de monitorização agronómica e ambiental existente aos 14 parceiros proprietários de vinha (2 institucionais e 12 empresas). Em cada parcela de monitorização (local x casta) serão realizadas periodicamente pelos parceiros um conjunto de observações pré-estabelecidas, instalados sensores ambientais (meteorologia e água no solo) e efetuados o mapeamento periódico de índices de vegetação das parcelas e áreas circundantes.  A maturação da uva será acompanhada, tanto através da análise laboratorial como através de sensores de medição indireta, permitindo o mapeamento da sua dinâmica em cada parcela. A partir das séries históricas de dados agronómicos e ambientais serão calibrados e validados novos modelos de cultura para cada casta que, em conjunto com os já desenvolvidos no âmbito de projetos anteriores, constituíra a unidade de processamento e previsão do sistema.  Os dados recolhidos na rede de parcelas de monitorização durante o período de execução do projeto serão usados para testar a capacidade de previsão dos vários modelos e permitir a sua reparametrização.  

Assim, para atingir o objectivo central do Mod4Viti4.0 propõe-se a realização das seguintes tarefas:

T1- Monitorizar o desenvolvimento vegetativo, o risco e o impacto associado a pragas, a produção e a maturação, na rede de parcelas de monitorização que inclui parcelas ampelográficas (IPV e Polo de Inovação de Nelas) (Viseu e Nelas) e parcelas comerciais instaladas em produtores.

T2- Testar em tempo real a capacidade de previsão de modelos já desenvolvidos a partir dos dados recolhidos na rede de monitorização. 

T3- Calibrar e validar novos modelos para as diferentes castas a partir dos registos históricos existentes e testar em tempo real da sua capacidade de previsão.   

T4- Desenvolver um sistema computacional que receba e armazene a informação recolhida na rede de parcelas de monitorização e que com base nos modelos desenvolvidos emita previsões.

T5 -  Avaliar o efeito das condições climáticas e das características do solo, das práticas vitícolas e de gestão da cobertura do solo na densidade da vegetação através do mapeamento periódico de índices de vegetação obtidos sensorização remota com câmaras RGB instaladas em VANT.  

T6- Promover ações de demonstração, disseminação e divulgação do Mod4Viti4.0     

Os parceiros e a responsabilidade de cada um na realização das tarefas anteriormente definidas são apresentadas no quadro seguinte:

 

Além dos pontos de monitorização instalados nas vinhas dos parceiros PME´s que constam do quadro anterior são também incluídos na rede outras parcelas, nomeadamente nos concelhos de Penalva do Castelo, Satão e São Pedro do Sul. Nestas situações as atividades previstas na Tarefa T1 serão asseguradas pela DRAPC e pelo IPV.