Bolsa de Iniciativas PRR

 

FertiSmart (ID: 389 )
Coordenador: UNINOVA - Instituto de Desenvolvimento de Novas Tecnologias
Iniciativa emblemática: 5. Agricultura circular
Data de Aprovação: 2022-10-06 Duração da iniciativa: 2025-12-31
NUTS II: Centro NUTS III: Oeste
 
Identificação do problema ou oportunidade

O projeto FertiSmart nasce com a missão de fortalecer, de forma inovadora e sustentável, o crescimento do setor agrícola e promover a transição para uma agricultura circular. Para tal, foram identificadas as seguintes áreas de oportunidade:

1.Desenvolver novos biofertilizantes e reduzir o uso de fertilizantes minerais

As atividades agrícolas encontram-se muito dependentes da utilização de fertilizantes minerais, os quais apresentam diversas limitações: a) são provenientes de recursos minerais finitos, em particular o fósforo; b) apresentam preços no mercado fortemente relacionados com os combustíveis fósseis pelo facto da sua cadeia de produção depender destes combustíveis; c) apresentam contaminações associadas; d) não promovem a retenção de carbono nem de água nos solos agrícolas, dado o seu caráter mineral.

No projeto FertiSmart desenvolver-se-ão formulações de biofertilizantes alternativos aos fertilizantes minerais, com base na utilização de 3 componentes: 1) compostos produzidos no processo de compostagem em pilha de subprodutos orgânicos, 2) biomassa microalgal produzida em fotobiorreatores alimentados por subprodutos orgânicos e 3) biocarbonizados (“biochars”) produzidos por carbonização lenta de biomassa florestal. 

Pretende-se que os novos biofertilizantes desempenhem a seguintes funções: a) fornecer nutrientes (NPK) e micronutrientes às culturas agrícolas em função das suas necessidades nutritivas; b) promover o aumento do conteúdo orgânico dos solos agrícolas, em especial através da incorporação dos ácidos húmicos e fúlvicos presentes nos compostos; c) promover a retenção de água nos solos agrícolas, através da elevada capacidade de biossorção dos compostos, como da porosidade dos “biochars”; d) promover a retenção e sequestro de carbono nos solos agrícolas, através do elevado teor de carbono-fixo presente nos “biochars” e da sua lenta degradação; f) realizar a correção do pH dos solos, através do poder tampão dos compostos e dos “biochars”; g) promover a sanidade das culturas pelo aumento da resiliência aos inimigos das culturas; h)  promover um microbioma bioestimulante do solo. 

Além disto, o custo de aquisição de fertilizantes minerais é um fator financeiro altamente restritivo para a produção agrícola. Com a produção de biofertilizantes, pretende-se que o custo de produção seja inferior em cerca de 10 a 20%. 

2.Reforçar a digitalização do setor agrícola 

Diversos fatores bióticos e abióticos condicionam a variabilidade da produção agrícola, pelo que existe uma forte necessidade de rastrear/monitorizar constantemente os campos agrícolas. A utilização de biofertilizantes requer sistemas de controlo/monitorização adicionais que serão desenvolvidos no contexto da digitalização agrícola. Assim, FertiSmart conta com uma equipa especializada em Agricultura 4.0, e por isso pretende promover a adoção de tecnologias avançadas no sector agrícola. Estas tecnologias englobam o sensoriamento remoto, sensores e atuadores colocados nos campos e interligados com um sistema de rede “Internet of Things” (IoT), automação e robotização dos processos agrícolas, técnicas de computação inteligente, “big data” e análise de dados utilizando algoritmia avançada suportada em inteligência artificial (IA), sistema de gestão inteligente para apoio à tomada de decisão, entre outras. 

3.Criar plataforma digital para a transação de subprodutos e conhecimento 

O contato com os stakeholders que promovem a utilização de subprodutos mostra que um dos fatores limitantes à adoção destes é a falta de divulgação e a dispersão da informação sobre as caraterísticas dos subprodutos disponíveis e a demonstração dos seus benefícios. Neste projeto será implementada uma plataforma de transação de subprodutos, que apresentará os subprodutos e respetivos produtores, nomeadamente as quantidades, características, localização, sistema de pagamento, preço e benéficos a uma rede de utilizadores previamente inscritos. 


 
Breve resumo da iniciativa a desenvolver

FertiSmart contribuirá para o cumprimento dos objetivos preconizados pela Agenda de Inovação para a Agricultura 20/30, e vai de encontro às Linhas de Ação (LA) 5.1 (Fertilizantes orgânicos) e 5.5 (Subprodutos) da Iniciativa Emblemática (IE) nº5. FertiSmart visa cumprir os Objetivos Operacionais (OO) propostos pela IE da seguinte forma:

OO1. Reduzir a pressão da atividade agrícola na utilização dos recursos naturais: FertiSmart pretende utilizar tecnologias avançadas (Agricultura 4.0) como sensoriamento remoto e pulverização de precisão para que seja possível obter as informações necessárias sobre o “target” e, em seguida, aplicar a quantidade de biofertilizante necessária, quando necessária, onde for necessária, poupando-se assim no recurso a água, fertilizantes, fitofármacos e energia e potenciando as características de qualidade do produto com menor impacto ambiental. Inicialmente, será feito o mapeamento dos campos agrícolas, utilizando dados sensoriais disponibilizados por diversas fontes (p.e., drones com câmaras multiespectrais e imagens de satélite, rovers com sensores para mapeamento da condutividade elétrica aparente, profundidade dos horizontes do solo, teor relativo de humidade, classes de textura e compactação de solos até 1.1m de profundidade, etc.), que permitam acompanhar o estado, evolução e caracterização temporal dos mesmos. De seguida, a aplicação de biofertilizantes nos terrenos será feita com auxílio a robots, dependendo do caso de estudo. 

OO2. Reduzir os custos de eliminação, transformando subprodutos em benefícios: Pretende-se desenvolver substratos orgânicos que funcionem como biofertilizantes. As formulações de biofertilizantes são compostas por:  1) compostos orgânicos produzidos por compostagem de subprodutos orgânicos (resíduos industriais, florestais, agroindustriais que apresentem elevado teor orgânico), 2) biomassa microalgal produzida em fotobiorreatores alimentados por subprodutos orgânicos, nomeadamente resíduos agrícolas, numa ótica de economia circular e para correção/biorremediação de NPK e 3) “biochars” produzidos por carbonização lenta de biomassa florestal. Estes subprodutos são fornecidos por CompoNatura, Allmicroalgae e FCT/UNL, respetivamente. Os biofertilizantes desenvolvidos serão testados em ensaios laboratoriais, na FCT/UNL. As formulações mais promissoras serão testadas em condições controladas (estufas no INIAV) e ensaios de campo (INIAV e produtores agrícolas). Sob o ponto de vista de substituição, pretende-se que os novos biofertilizantes substituam em cerca de 50 a 60% os fertilizantes minerais convencionais. Para além de diminuir as importações destes fertilizantes minerais, será possível promover o mercado nacional de biofertilizantes. 

OO3. Desenvolver novos produtos, processos e serviços inovadores, de maior valor acrescentado numa abordagem holística: Para além das formulações de biofertilizantes desenvolvidas e mencionadas no ponto anterior, será também criada uma plataforma digital agregadora de informação e que possibilita a transação de subprodutos e conhecimento. A plataforma será alimentada por informação publicada pelos utilizadores aderentes e por sensoriamento remoto sempre que possível, de modo a apresentar informação atualizada. Os utilizadores serão convidados a consultar a documentação escrita e visual destes casos e a aderir à plataforma. Serão ainda convidados a visitar virtualmente ou presencialmente, os casos de sucesso de utilização destes subprodutos. A sustentabilidade da infraestrutura de informação é assegurada por uma taxa de adesão muito baixa, e uma comissão de transação igualmente muito baixa, a aplicar após a conclusão do projeto.

A equipa FertiSmart cumprirá com o objectivo geral da IE nº5, propondo a investigação e desenvolvimento de novos biofertilizantes, juntamente com a adopção de tecnologias provenientes da Agricultura 4.0. Assim, nesta candidatura propomos: a) promover o aproveitamento dos subprodutos agrícolas e agroindustriais, de forma sustentável e transformando-os em benefícios; b) aumentar a eficiência da utilização dos recursos naturais, por via de uma gestão muito mais rigorosa e informada de determinadas atividades agrícolas a realizar; c) melhorar a capacidade de retenção de carbono pelos solos, da sua saúde e sustentabilidade a longo prazo; d) mitigar as emissões de gases com efeito de estufa provenientes dos fertilizantes minerais e diminuir o risco de poluição em geral; e) potenciar uma melhor qualidade do produto final (a nível de características organolépticas como para a saúde do consumidor); f) um sistema de informação e venda que  facilita a transação dos subprodutos no mercado agrícola
 
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro

O projeto está estruturado em torno de 8 atividades principais (que serão exploradas no Plano de Ação (PA)), nomeadamente:

Atividade 1: Gestão e coordenação do projeto. Envolvido(s): UNINOVA

•Atividade 2: Análise de requisitos e definição dos casos de estudo. Envolvido(s): Todos parceiros

•Atividade 3: Desenvolvimento de biofertilizantes. Envolvido(s): FCT-UNL, Allmicroalgae, CompoNatura, INIAV

•Atividade 4: Digitalização dos casos de estudo. Envolvido(s): UNINOVA, Geosense, Todos os produtores

•Atividade 5: Implementação das soluções propostas e ensaios em campo. Envolvido(s): Todos parceiros

•Atividade 6: Desenvolvimento da plataforma digital. Envolvido(s): UNINOVA, Geosense

•Atividade 7: Avaliação da viabilidade das soluções propostas. Envolvido(s): FCT-UNL, INIAV, COTHN, APAS

•Atividade 8: Comunicação e disseminação dos resultados do projeto. Envolvido(s): Todos parceiros

O projeto FertiSmart conta com uma equipa multidisciplinar, com as seguintes responsabilidades:

UNINOVA (#1, Almada): Coordenador do projeto, será responsável por definir o modelo de governação do mesmo, comunicação entre parceiros, produção dos “deliverables” e pela gestão administrativo-financeira. Será o líder das atividades relacionadas com Agricultura 4.0. 

GeoSense (#2, Cascais): Irá apoiar a investigação experimental com a recolha de dados de campo junto dos produtores. Será responsável pela análise de imagens aéreas (índices vegetativos) e SIG (Sistemas de Informação Geográfica). 

FCT/UNL (LAQV-REQUIMTE) (#3, Almada): Responsável principal pela investigação e desenvolvimento das formulações de biofertilizantes e pelas análises laboratoriais. 

Allmicroalgae (#4, Alcobaça): Fornecedor de microalgas para o desenvolvimento dos biofertilizantes; ensaios de biorremediação de efluentes (com excesso de NPK) através de cultivo de microalgas e validação desde laboratório até à escala piloto.

CompoNatura (#5, Torres Novas): Fornecedor do composto orgânico natural obtido a partir do processo de compostagem. Irão contribuir com o modelo completo de agricultura circular na ótica do ciclo de nutrientes e no contexto mais alargado de funcionamento do mercado deste tipo de produtos.

INIAV (#6, Oeiras):  Terá a seu cargo a valorização agronómica dos biofertilizantes com base na avaliação da produção, na análise química de plantas e solos, e na monitorização de processos fisiológicos.

Centro de Competências COTHN (#7, Alcobaça): Dará apoio na definição e discussão dos casos de estudo, na avaliação das soluções propostas, e no delineamento e implementação do plano de divulgação e disseminação do projeto.

APAS (#8, Cadaval): Contribuirá no apoio técnico aos produtores envolvidos no consórcio e em alguns dos ensaios de campo, em especial no domínio dos pomares e vinhas.

Parceiros envolvidos na implementação operacional do PA (casos de estudo): Quinta da Cholda (#9, Golegã): produtor de cereais. Quinta do Vale da Lama (#10, Lagos): produtor hortofrutícola. CASAL DE S. JOSE-SOC. AGRICOLA, LDA (#11, Torres Vedras): produtor frutícola e vitícola. DASSILVA S.A.G., LDA (#12, Bombarral): produtor frutícola. SHFC, Lda (#13, Cadaval): produtor frutícola. Nuno Gabriel Caetano Vilaça Pereira (#14, Bombarral): produtor frutícola. Mafalda Madeira Froes (#15, Torres Vedras): produtor frutícola. Jovem Agricultor em Agricultura Biológica.

Geoprospector (#convidado internacional, Áustria):  Consultor especialista em sensoriamento dos solos, nutrientes, compactação e teor em água no solo.

Ibero Massa Florestal (#subcontratação, Oliveira de Azeméis): Produtores e fornecedores de “ecochars” para as formulações dos biofertilizantes.

 
Interlocutor: José António Barata de Oliveira   Email interlocutor: jab@uninova.pt   Email entidade: pass@uninova.pt