A Ciência por trás de nosso Produto

O Algoritmo de Balanço de Energia na Superfície para a Terra (“Surface Energy Balance Algorithm for Land”, SEBAL) é a base principal do modelo da IrriWatch, que se baseia no transporte turbulento de “momentum” de fluxos de calor sensível e calor latente entre a superfície da terra e atmosfera, usando o teorema de Monin Obukov. Esse balanço de energia determina a distribuição do saldo de energia disponível entre pixels quentes (fluxo zero de calor latente) e pixels frios (fluxo zero de calor sensível) por um processo interno de calibração automatizado usando membros finais baseado em faixas de temperatura da superfície terrestre. Ao longo de 30 anos, o Professor Bastiaanssen e seus estudantes de Mestrado e Doutorado conduziram pesquisas de campo para calibrar a “verdade-terrestre” da evapotranspiração das culturas, umidade do solo e estimativas de produção das culturas a partir do SEBAL. Isso inclui validação de cereais, culturas de raízes e tubérculos, frutícolas tropicais, verduras, legumes, fibrosas e pastagens. Existem centenas de artigos científicos publicamente acessíveis.

Utilizamos dados de satélites

As medições de temperatura de folhas, radiação solar, tamanho de folhas das culturas, e fotossíntese são todas baseadas em satélites de observação da Terra. Os satélites medem as culturas rotineiramente, a cada dia e por todos os campos e países, de maneira idêntica. Os dados  “brutos” (não processados) dos satélites são disponibilizados pelas agências espaciais. Com o uso do SEBAL, a evapotranspiração real (ETr), umidade do solo e fluxo de Carbono (C) são processados a partir desses dados orbitais brutos.

As culturas com elevada temperatura de folhagem têm acesso insuficiente à água, ou são limitadas por outras causas. A taxa de transpiração é similar ao fluxo de seiva, que reflete a absorção de água pelas raízes. Assim, podemos identificar processos essenciais na zona radicular e determinar processos fundamentais no subsolo que não são visíveis de cima. Uma leitura de fundamentos sobre a física de culturas e solos pode ser encontrada no canal de Youtube da Irriwatch aqui

Olhamos dentro da zona radicular

O calendário de irrigação é mais do que a avaliação do coeficiente de cultura acima da superfície, kc. Por essa razão, determinamos potencial de água e umidade do solo, integrados ao longo da zona radicular, para decidir sobre o cronograma de irrigação, o valor mínimo para repor a água consumida e o volume máximo para minimizar perdas por percolação. Soluções baseadas em satélites de micro-ondas estimam melhor a umidade da camada superior de 5 cm do solo, e portanto são evitados/descartados na tecnologia da IrriWatch, que considera as camadas mais profundas do perfil.

O modelo principal em 5 pontos

  • Satélites medem temperatura foliar, radiação solar, tamanho de folha das culturas e fotossíntese;

  • Temperatura foliar a uma determinada cobertura vegetal e nível de radiação refletem o fluxo de seiva real através da cultura;

  • O fluxo de seiva responde ao potencial de água da folhagem e do solo. Portanto, podemos verificar no perfil do solo e determinar processos físicos na zona radicular.

  • O valor crítico de umidade do solo expressa o valor limite para redução de fluxo de seiva e diminuição da produção da cultura;

  • Informações sobre flutuações da umidade do solo em relação a valores críticos constituem uma base confiável para decisões sobre as práticas de irrigação.

O método mais acurado disponível

Refinamos nossa tecnologia através de 30 anos de testes em campo

SEBAL é geralmente considerado bastante satisfatório e amplamente acurado para estimar evapotranspiração. Tem sido verificado e validado por várias universidades e institutos de pesquisa independentes e internacionais. Mais recentemente, a 4ª geração do SEBAL tem sido verificada pela indústria de irrigação. Jain USA comparou o  balanço de água do solo em 75 campos diferentes (amêndoas, pistáchio, alfafa) na Califórnia, com IrriWatch. O comportamento diário, bem como os valores absolutos de ET, mostraram-se muito razoáveis e em conformidade com medições de água aplicada na entrada da fazenda. Naan Dan Jane, em Israel, verificou as experiências da IrriWatch entre produtores israelitas selecionados (tâmaras, abacate, amendoim). Os valores medidos “in situ” com tensiômetros e aqueles da IrriWatch mostraram muito boa concordância, sem nenhum processo de calibração envolvido. A produção de abacate e amendoim também se mostrou realista. Mais testes estão em andamento com empresas comerciais.

Universidades internacionais têm sempre feito pesquisas independentes sobre a acurácia do SEBAL. Dois excelentes trabalhos recentes foram conduzidos: (i) pelo Dr. Hadi Jafaar e sua equipe da Universidade Americana de Beirute (Jafaar, H. H. and Ahmad, F. A. 2019. “Time series trends of Lansat-based ET using automated calibration in METRIC  and SEBAL: The Bekaa Valley, Lebanon”, Remote Sensing Environment) e (ii) pelo Dr. Poolad Karimi, do IHE – Delft (“Spatial evapotranspiration, rainfall and land use data in water accounting – Part 1: Review of the accuracy of remote sensing data”, Hydrology and Earth System Sciences). Muito mais literatura internacional sobre a precisão do SEBAL está acessível ao domínio público.

 

Ao longo de 2020, a IrriWatch estabelecerá um Painel Revisor de Professores Universitários independente para monitorar a qualidade dos produtos da IrriWatch. Além do Prof. Anderson Ruhoff da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (Brasil), o Professor Adrian van Nierkek da Universidade de Stellenbosch (África do Sul), Professor Deepak Lal da Universidade Sam Higginbottom de Agricultura, Tecnologia e Ciências, em Allahabad (Índia), e o Professor Assistente Jeff Davids da Universidade Estadual da Califórnia, em Chico, gentilmente concordaram em ser membros iniciais desse Painel. Professor Juan Reca Cardena, da Universidade de Almería (Espanha), também expressou seu interesse.

Conheça a Equipe

Prof. Wim Bastiaanssen

Fundador & CEO (Executivo Principal)

Wim lidera a equipe da IrriWatch. Ele é o principal criador do modelo SEBAL e converte produtos do modelo em orientações práticas para o manejo de irrigação. Professor Bastiaasenn é um líder acadêmico internacional, atuando como Professor Visitante na Universidade Tecnológica de Delft (TU Delft, Holanda) e na Universidade Agrícola do Cazaquistão (Almaty). Possui o Ph.D pela Universidade de Wageningen e foi criado em uma fazenda produtora de batata. Seu interesse principal é aumentar a produtividade da água pela conservação de recursos hídricos na agricultura irrigada.

Ir. Tim Hessels

Especialista em Geo-Irrigação & Estudante de Ph.D

Tim é um programador em linguagem Python, especializado em aplicações de sensoriamento remoto para manejo de água. É o principal responsável pelo desenvolvimento e testes da máquina da IrriWatch. O Sr. Hessels é fundador da WaterSat, uma pequena/média empresa especializada, de Zaandam (Holanda), que desenvolve softwares para FAO, MetaMeta e outras. Possui Mestrado em Engenharia Civil e atualmente cursa um programa de Ph.D na Universidade Tecnológica de Delft.

Ir. Harald Tijink

Desenvolvimento de TI (Tecnologia da informação)

Harald é dono da Tijink-IT BV, que dá apoio a várias companhias no campo do desenvolvimento de software para aplicações agrícolas (www.tijink.com). Harald facilita o processo de intercâmbio entre a gestão e o local de trabalho. Em razão de muitos anos de experiência no desenvolvimento de grandes bancos de dados para Marktplaats (convertida para eBay), Harald sabe como criar soluções estáveis. Ele possui Mestrado pela Universidade Tecnológica de Twente (Holanda).

Ing. Sam Bastiaanssen

Especialista em GIS e Gerente Operacional

Sam é o especialista em GIS da equipe. Ele cuida para que todas as informações de entrada sejam transformadas em shapefiles padronizados. Sam comandará o help desk do IrriWatch de setembro em diante. Além de auxiliar na organização de novos pedidos, ele explicará como é possível visualizar a plataforma de forma eficaz para diversos fins. Sam é bacharel em gestão internacional de terras e água e inicia um mestrado em GIS e sensoriamento remoto

Dr. Roula Bachour

Agrônoma & Especialista em Irrigação

Roula é uma engenheira agrícola do Líbano com experiência em sensoriamento remoto e SIG para manejo e água na agricultura. Dra. Bachour tem vários anos de experiência em fazendas comerciais de grande escala para produção de culturas e pastagens no Norte da África e Oriente Médio. Tem amplo conhecimento sobre necessidade de água das culturas, fertilização, mapeamento e física de solos. Possui Ph.D em Engenharia de Irrigação pela Universidade Estadual de Utah (USA).

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