Biochar4@ll: Long-term sustainable carbon capture and valorization in agricultural production

O projeto propõe o desenvolvimento de um equipamento de produção de biocarvão visando a correção de solos com uso agrícola. O agricultor identificará as necessidades corretivas pela caracterização da textura do solo, e da monitorização do vigor e da produtividade das plantações. O equipamento será desenvolvido com base em metodologias de Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) e Design for Cost (DFC) com uma perspetiva de democratização desta tecnologia de produção. Será assim estabelecida uma linha de produção continua de biocarvão de baixo custo, automática, transportável e de fácil utilização, por carbonização da biomassa lenhosa de resíduos agroflorestais como sejam os resultantes da limpeza da floresta, reestruturação das plantações, raízes e cepos, bagaço de uva e azeitona, ou ramos da poda. O biocarvão potenciará o aumento da produtividade das culturas, com economia de recursos como sejam a água, fertilizantes, fitofármacos ou a energia. A mobilidade do equipamento é essencial permitindo a partilha deste recurso entre agricultores, seja de forma direta ou através de associações agrícolas, com um impacto adicional positivo nas condições socioeconómicas das comunidades rurais. Deste modo, a produção do biocarvão e a respetiva aplicação no campo poderá ser realizada em circularidade, junto à origem da biomassa, minimizando custos logísticos que penalizam a sustentabilidade ambiental e económica das atividades agroflorestais. O design da máquina será escalável para permitir adequar o desempenho do carbonizador funcionando em lote ou em contínuo e o custo final da solução às específicas das diferentes tipologias de explorações agrícolas. Neste contexto, as entidades do SC&T integradas na equipa do projeto desenvolverão um modelo matemático de previsão integrando as variáveis de produtividade, sustentabilidade, fertilidade química, física, e biológica do solo, sequestro de carbono, disponibilidade hídrica, equipamento e logística possibilitando uma melhor gestão da tecnologia aplicação do biocarvão no solo, particularmente para o caso de estudo da produção vitícola. A calibração do modelo será feita com parte da informação obtida nos domínios produtivo e ambiental. O desenvolvimento do modelo envolverá o recurso a um conjunto de ferramentas da Agricultura 4.0, Internet of Things (IoT), Inteligência Artificial (IA) onde a computação de alto desempenho permite quantificar e entender processos intensivos de dados, visando um sistema centrado no humano (Agricultura 5.0/Sociedade 5.0). O conjunto de dados obtidos serão convertido em features para IA, permitindo compilar a informação no sentido de facilitar a sua interpretação pelo agricultor. A avaliação de sustentabilidade do agro-sistema será realizada através da análise de ciclo de vida, pelo pacote SIMAPRO e por uma análise técnico-económica envolvendo os custos dos fatores de produção envolvidos dos ensaios fatoriais em 96 parcelas, respeitantes a despesas relacionadas com items tão diversos como sejam custos e amortização de equipamentos, adubos e pesticidas, ganhos em produtividade da cultura, em retenção de humidade do solo, ou em carbono sequestrado gerável de créditos. Será feita uma análise de sensibilidade considerando as oscilações do preço da uva, dos custos dos principais fatores de promoção em associação aos benefícios ambientais associados ao sequestro de carbono no solo, e às oscilações de mercado dos respetivos créditos de carbono.