Controlador de temperatura em estufas, aplicado a sistemas de agricultura de precisão

Abstract

O aumento da utilização da cannabis medicinal no tratamento de doenças tem ampliado a demanda pelo cultivo doméstico por pacientes que possuem autorização judicial para produzir seu próprio medicamento. Entretanto, a manutenção das condições ambientais necessárias ao desenvolvimento da planta exige monitoramento constante e conhecimento técnico, dificultando a obtenção de resultados consistentes. Diante desse contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de um controlador automático para cultivo protegido de cannabis medicinal, baseado no Déficit de Pressão de Vapor (VPD). O sistema integra sensores e atuadores capazes de monitorar e controlar temperatura, umidade e iluminação, mantendo o ambiente dentro das faixas adequadas para o desenvolvimento da planta. Para isso foi desenvolvido o protótipo de um controlador aplicado a uma estufa de pequeno porte para aquisição de dados ambientais e acionamento automático dos dispositivos de controle. A utilização do VPD como parâmetro de referência fundamenta-se em estudos que relacionam seu controle ao aumento da atividade fotossintética, da eficiência no uso da água e da produtividade agrícola. Resultados reportados na literatura indicam incrementos superiores a 17% na produção de biomassa e 12% na produtividade em ambientes com VPD controlado. O protótipo desenvolvido foi capaz de realizar o controle preciso de VPD utilizando exaustores e um desumidificador, além de apresentar também viabilidade econômica, atendendo a expectativa de custo estipulada na pesquisa de campo.

The increasing use of medical cannabis in the treatment of diseases has expanded the demand for home cultivation by patients who have judicial authorization to produce their own medicine. However, maintaining the environmental conditions required for proper plant development demands constant monitoring and technical knowledge, making it difficult to achieve consistent results. In this context, this study proposes the development of an automatic controller for protected medical cannabis cultivation based on Vapor Pressure Deficit (VPD). The system integrates sensors and actuators capable of monitoring and controlling temperature, humidity, and lighting, maintaining the environment within the optimal ranges for plant growth. To achieve this, a controller prototype was developed and applied to a small-scale greenhouse for environmental data acquisition and automatic activation of control devices. The use of VPD as the reference parameter is supported by studies that associate its control with increased photosynthetic activity, improved water-use efficiency, and enhanced agricultural productivity. Results reported in the literature indicate increases of more than 17% in biomass production and 12% in crop productivity in environments where VPD is properly controlled. The developed prototype was able to perform precise VPD control using exhaust fans and a dehumidifier, while also demonstrating economic feasibility by meeting the cost expectations established in the field survey.