A produção animal industrial brasileira é uma das mais modernas e tecnológicas do mundo, abastecendo, além do mercado interno, inúmeros países ao redor do globo. O Brasil alcançou esta marca apostando na tecnologia e em protocolos de produção, investindo em pesquisa e inovação em todo o processo produtivo, desde o manejo nas fazendas e granjas até dentro das plantas na indústria frigorífica.
Todo esse processo foi alavancado pela pesquisa científica e tecnológica na área de zootecnia de precisão, que nasceu e se desenvolveu no bojo da intensificação da produção animal. A Zootecnia de Precisão, assim como a agricultura de precisão, nasceu da necessidade de se otimizar a produção, lançando um olhar individual a cada agente do processo produtivo. Assim, cada animal passa a ser individualizado e não mais como parte de um grupo ou lote. Quanto maior o animal, mais individualizado estará dentro do processo produtivo.
Para viabilizar cada ação, a tecnologia computacional ligada a esses processos teve que ser desenvolvida com o objetivo de ser capaz de minerar o maior número de dados referentes ao animal, bem como proceder ao processamento adequado a fim de encontrar respostas para o volume de variáveis registradas.
Atrelado a todas essas questões, há o grande desafio enfrentado pela produção animal atualmente que é o uso de precisão e inteligência para alcançar a sustentabilidade. O conceito de “smart farms” tem sido trabalhado na adoção desta nova maneira de olhar para a produção animal, quer seja na pecuária ou nas granjas de suínos e aves, em consonância com a revolução tecnológica vista em todos os setores da sociedade.
A produção animal necessita alcançar um novo patamar com a adoção de tecnologias inteligentes que possam, por exemplo, agir na detecção precoce de doenças com diagnóstico preciso e indicação de tratamento, manejo alimentar que priorize menor custo com alimentos rastreados e menor produção de dejetos, além de alternativas para o manejo sanitário e reprodutivo. Além disso, o controle do ambiente com alerta para tomadas de decisão, principalmente em momentos críticos como ondas de calor que têm se apresentado em episódios cada vez mais intensos e mais frequentes, serão cada vez mais importantes num mundo que tem enfrentado mudanças climáticas em todos os continentes com consequências imprevisíveis.
A Internet das coisas (IoT), produção animal de precisão, produção inteligente, biocompatibilidade de sensores, computação em nuvem, aprendizado de máquina e a inteligência artificial e dispositivos utilizados têm sido estudadas em ritmo cada vez maior, com todos os seus desafios, benefícios e expectativas para o futuro.
A Internet das coisas pode ser um dos caminhos para o aumento da produtividade, melhorando a relação custo-benefício ao introduzir novas tecnologias Em particular, a IoT pode tornar mais eficientes os processos da indústria agrícola, reduzindo a intervenção humana por meio da automação. Diversos autores têm se debruçado sobre essas questões para apresentar soluções que muitas vezes tiveram origem em dispositivos utilizados e desenvolvidos para uso humano (ZHANG et al., 2021; IDOJE et al., 2021; MADUSHANKI et al., 2019).
A zootecnia de precisão preconiza o alcance de melhores resultados na produção animal com o uso de tecnologias que permitam um menor custo de produção e maior produção com maior qualidade. A computação em nuvem e o armazenamento de um grande número de dados torna todo o processo muito mais flexível e disponível aos usuários, podendo ser acessado a qualquer tempo e de qualquer lugar, bastando para tal uma conexão com a internet. Utilizando-se de plataformas integradas, todos os usuários podem localizar e gerenciar as propriedades e lotes de rebanhos em suas propriedades (COLEZEA et al., 2018).
A pecuária de precisão ou produção animal de precisão, conhecida pela sigla PFL (Precision Livestock Farming) faz parte do termo “agricultura inteligente” juntamente com a agricultura de precisão. Os algoritmos já são responsáveis por todos os processos envolvendo inteligência artificial e processamento de dados em diversos setores das atividades humanas, o que não é diferente no campo.
Diversas ferramentas têm sido desenvolvidas com velocidade cada vez maior envolvendo vários aspectos da produção animal, como genética, manejo nutricional, manejo reprodutivo, manejo sanitário, ambiência e bem-estar animal. Essas ferramentas vieram facilitar a aquisição de dados relativos à produção bem como seu gerenciamento e aplicação na minimização de custos e riscos ao produtor (FOTE et al., 2020).
Atualmente, alguns dos limitadores para o desenvolvimento da zootecnia de precisão são a dificuldade de integração dos diversos sistemas encontrados no mercado e a formação e habilidade de muitos dos agricultores para entenderem e utilizarem suas metodologias e ferramentas (PIVOTO et al., 2018).
O debate em torno da produção animal tem mirado novos aspectos nos últimos anos, particularmente no que tange ao bem-estar animal. A visão de que os animais são seres sencientes tem tomado vulto na sociedade, levando os consumidores e entidades de proteção e direito dos animais a exigir posturas em relação ao cuidado em toda a cadeia produtiva das empresas produtoras de alimentos de origem animal.
O mundo vê o aumento no número de consumidores que mudaram seus hábitos de consumo, até mesmo deixando de adquirir esses produtos ao longo do tempo. O aumento na pesquisa e produção de produtos de origem 100% vegetal, os chamados “plant-based” além das carnes de laboratório tem levado os produtores de alimentos de origem animal a reverem seus processos e práticas de produção.
A zootecnia de precisão pode se inserir neste processo ajudando a melhorar os diferentes aspectos de manejo dos animais, inclusive na questão do bem-estar e analisando quais são realmente os ganhos reais na vida destes a partir de julgamentos éticos dos diversos atores no processo, produtores rurais, entidades e associações da sociedade e governamentais (DAWKINS, 2021).
Na produção avícola, por exemplo, diversos levantamentos a respeito das tecnologias utilizadas mostram que muitas delas ainda têm sido usadas para melhora nas diferentes etapas de manejo sem, contudo, ainda representar ganhos significativos na produção avícola (ROWE, 2019).
Rastreabilidade e dados
Foi no final do milênio passado que a Zootecnia de Precisão chegou ao Brasil, com o termo tendo sido cunhado primeiramente nos EUA e na Europa. A exigência de processos de rastreabilidade junto à produção por parte dos mercados consumidores de outros países impulsionou o desenvolvimento da zootecnia de Precisão ligada primeiramente à avicultura de corte e suinocultura, sendo seguida pela produção de bovinos de corte com o programa do MAPA (Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento) de rastreabilidade – o SISBOV (Serviço Brasileiro de Rastreabilidade da Cadeia Produtiva de Bovinos e Bubalinos).
Um sistema de rastreabilidade eficaz e confiável contribui para melhorar a qualidade e a segurança dos alimentos e responde à demanda dos consumidores por informações sobre a proveniência dos alimentos. Dados de manejo e de origem geográfica dos animais estão relacionados profundamente com a segurança do alimento e suas propriedades físicas e químicas. No entanto, nem sempre os consumidores conseguem acesso à estas informações relativas à toda a cadeia de produção. Por isso, as tecnologias utilizadas nos sistemas de rastreabilidade acabam sendo essenciais. Para tanto, os animais precisam ser identificados individualmente ou em lotes, como no caso de frangos de corte. Diversos processos são utilizados como o sistema de identificação por radiofrequência (tags ou transponders) e impressão digital de DNA. Novos estudos estão sendo conduzidos para o desenvolvimento de sistemas mais eficientes e confiáveis para garantir a segurança destes produtos (ZHAO, 2020).
A rastreabilidade é muito importante para a indústria fabricante de alimentos principalmente para garantir a segurança de seus produtos para os consumidores. Deve-se ter em mente que o Brasil é um grande produtor de proteína animal e exporta para países ao redor do mundo todo, o que exige o atendimento a regulamentações de diversos governos e clientes exigentes. Tais garantias são essenciais para as grandes marcas existentes no mercado. A rastreabilidade precisa estar presente em toda a cadeia de produção e distribuição, permitindo equacionar e manejar eventuais processos de ameaça à saúde do consumidor ou violação de regras do mercado (CHARAN; PANGHAL, 2018).
Diversas empresas ofereceram sistemas de rastreabilidade como os brincos dotados de microchips ou códigos de barra, microchips injetáveis para identificação, microchips ativos com medidas de parâmetros fisiológicos, equipamentos instalados junto ao tronco de manejo para coleta de peso automatizada, podômetros para inferir cio e período fértil, equipamentos que captam vocalizações animais e detectam doenças a partir dos sons, equipamentos de ordenha automatizados e robotizados, alimentação e aleitamento de bezerros de maneira automatizada e controle de ambiente.
Historicamente, vários procedimentos foram adotados para identificar animais, tais como congelamento a quente e frio; tatuagens, brincos e picotes nas orelhas. Atualmente, novas tecnologias têm sido utilizadas como os sistemas biométricos, tendo como exemplo o padrão de retina e marcador molecular. No caso de etiquetas, as ondas de rádio têm sido usadas para transmitir informações de identificação do animal (radiofrequência). Independente do método utilizado, ele sempre envolve algum estresse no animal, maior ou menor, seja por aplicação de calor ou frio, cortes, furos ou mesmo a contenção (AHMAD; GHAZAL; AZIZ, 2022).
O bem-estar animal tem se tornado cada vez mais importante. O investimento em métodos que pontuem e/ou monitores os animais, principalmente em sistemas de produção intensivos, onde são criados em densidades altas é um ponto chave para administrar bem essa questão. Este é um dos principais objetivos da PLF, fornecer ferramentas para o manejo ativo dos animais, que tornem a produção mais econômica, além de socialmente e ambientalmente sustentável. O bem-estar animal não é importante só do ponto de vista da ética, mas também para produzir mais e melhor, dentro de um processo mais transparente e eficiente. Os processos de PLF, ao envolver variáveis ambientais e fisiológicas, como hormônios, metabolismo basal, gasto energético, além dos comportamentais, mostra que o animal pode ser utilizado como um sensor. Os algoritmos serão capazes, então, de traduzir as respostas dos animais em indicadores zootécnicos que auxiliarão os agricultores nas tomadas de decisão diárias, antecipando problemas ao sugerir ações (JOOSEN et al., 2019).
Avicultura de corte e postura
Diversos eventos ocorridos ao longo das últimas décadas levaram à necessidade de se rastrear a produção de frangos de corte, demandada pelos países importadores, tais como a salmonelose nos anos 80, o aparecimento de dioxina, a vaca louca e surtos de febre aftosa no início do milênio.
A preocupação com o meio-ambiente e com a segurança alimentar formaram nichos de mercado nos últimos tempos, com a adoção de diversos protocolos pelas indústrias produtoras e a produção e criação das aves. O uso de grãos geneticamente modificados, a proibição do uso de ingredientes de origem animal em rações de ruminantes e herbívoros, uso de soluções naturais na alimentação das aves, tais como enzimas, minerais orgânicos e leveduras e a proibição do uso de antibióticos e promotores de crescimento são alguns pontos que foram merecedores de atenção por parte dos grandes frigoríficos.
Com o crescente aumento da população mundial, a demanda por produtos alimentícios de origem animal também aumenta e a carne e ovos de galinhas tem um importante papel nessa cadeia. Sendo animais de pequeno porte e ciclo rápido, o aumento no alojamento destes é um caminho natural neste processo. A escassez da mão-de-obra e a preocupação cada vez maior com a biosseguridade torna mais difícil o manejo, além de mais custoso.
Assim, neste contexto, o uso de sistemas inteligentes adquire cada vez mais ênfase na produção avícola, tendo como foco também o bem-estar das aves, na alimentação de precisão e detecção rápida de doenças e outros problemas nos aviários e também na cadeia toda. Estes sistemas preveem sensores inteligentes, automação de processos de produção, além de aplicativos e plataformas de tomada de decisão guiada por um conjunto de dados obtidos do plantel ou lote. Outros parâmetros importantes são o bem-estar das aves, alimentação de precisão e detecção rápida de doenças infecciosas. O volume de dados gerado pela coleta de dados é muito grande e exige ferramentais adequados para sua interpretação. Todos esses aspectos podem ser interligados na propriedade rural, utilizando-se da IoT e outras tecnologias (ASTILL et al., 2020; SOUZA et al., 2020).
Fatores como o manejo, nutrição, genética, sanidade, instalações e a tecnologia contribuíram para o que hoje é a indústria avícola no país. Todos esses avanços tecnológicos tiveram impacto positivo na avicultura, permitindo maior controle do ambiente interno, principalmente no monitoramento da temperatura e da iluminação, no bem-estar das aves, obtendo-se melhores resultados zootécnicos e econômicos, além de otimizar o uso de mão de obra (SCHMIDT; SILVA, 2018).
A criação de animais utilizando-se de tecnologias inovadoras é revolucionário, tendo o poder de modificar todo o processo produtivo como hoje é conhecido. No setor de avicultura, as pesquisas em PLF mostram que é possível utilizando tecnologia de sensores e câmeras para aquisição em tempo real de dados ambientais, de comportamento e até mesmo sanitários na produção avícola podem ser ferramentas imprescindíveis no manejo das aves, mirando aumentos de produtividade e melhorias na criação (SEVEGNANI et al., 2005). A característica da avicultura de corte de produzir em sistemas de alojamento intensivos em sistemas integrados pela indústria é um ponto positivo em relação a outros setores da produção animal, podendo contribuir ainda mais com o aumento de produção (MAHARJAN et al., 2020).
Diversos autores têm apontado a preocupação dos consumidores com a qualidade dos produtos oferecidos e sua relação com a saúde e o bem-estar das aves na produção de carne e ovos. O bem-estar está relacionado com o crescimento e desenvolvimento saudável das aves e sua capacidade de produção. As respostas comportamentais desses animais é uma das chaves para o entendimento do nível de bem-estar e são ferramentas simples e não-invasivas que podem ser essenciais nesta avaliação. Dentro deste contexto, várias técnicas de PFL podem ser utilizadas como análise das vocalizações em grupos ou lotes de aves para monitoramento de aspectos de saúde e bem-estar, sensores por rádio-frequência em cada indivíduos, rastreamento de movimento dentro do galpão, entre outros (LI et al., 2020).
O desenvolvimento de diversos recursos em automação inteligente para uso na agricultura e pecuária tem potencial enorme na produção. Esses recursos desenvolvidos na avicultura incluem monitoramento dos animais e do ambiente, coleta dos ovos e limpeza. Robôs têm sido desenvolvidos para auxiliar na produção avícola (REN et al., 2020). Alguns exemplos são o robô Octopus Poultry Safe que limpa os aviários, o PoultryBot que recolhe ovos no piso e o Spoutnic que estimula o movimento dos animais no solo. A Tabela 1, adaptada de Olejnik et al. (2022), compara os diversos tipos de processos de PFL encontrados atualmente no mercado de produção avícola.
Tabela 1. Ferramentas PLF utilizadas na avicultura. Os pontos vermelhos indicam funções disponíveis e os verdes funções indisponíveis.
O equipamento chamado de ChickenBoy possui diferentes sensores e várias câmeras, atuando de forma suspensa por um sistema de trilhos instalados no teto e acompanha o que está acontecendo no interior do aviário. Os dados coletados são processados e analisados por uma unidade de processamento com algoritmos complexos de Inteligência artificial, segundo informações do fabricante do equipamento.
Já uma empresa francesa lançou o robô Octopus Robots, totalmente autônomo. Entre suas funções, estão limpar e desinfetar os galpões avícolas, tombar e arejar a cama das aves. Segundo o fabricante, os usuários podem customizar os equipamentos, com a capacidade de realizar diferentes tarefas.
Outro equipamento que já se encontra no mercado é o sistema de controle nomeado “FeedCast”, alimentado por energia solar, sem fios, que monitora o estoque de comedouros e fornece dados precisos sobre o consumo de ração. Além desses, há outros em operação que coletam, analisam e armazenam dados, possuindo sensores, câmeras e outros sistemas, coletando dados ambientais (temperatura, umidade, dióxido de carbono e níveis de amônia, entre outros) o que serve de alerta de problemas e adversidades na produção dentro dos aviários.
Na avicultura de postura, a automação dos sistemas em grandes empresas produtoras de ovos já é realidade há muito tempo. Coletas automáticas de ovos, descarte automático de dejetos, alimentação controlada e bebedouros automáticos, além de monitoramento constante do ambiente e climatização já são utilizados (REN et al., 2020).
Suinocultura
A pecuária de precisão também chegou à suinocultura. Inicialmente com sistemas de radiofrequência para identificar de maneira rápida e automática os animais, hoje tem-se diversos sistemas atrelados à zootecnia de precisão e avanços tecnológicos na suinocultura (DIANA et al., 2019).
Tendo como foco o bem-estar dos animais, pesquisas com tecnologias para identificação do rebanho, identificação por radiofrequência, (RFID),reconhecimento ótico de caracteres, reconhecimento facial; sensores e reconhecimento animal, câmeras 2D e 3D em estudos de psicologia e comportamento, microfones para captação da vocalização dos animais (FERRARI et al., 2008), utilizado para detecção precoce de doenças, termistores e imagem infravermelha na detecção de temperatura de pele, acelerômetros para rastreamento de movimento (BENJAMIM; YIK, 2019; PANDORFI et al., 2005).
A grande quantidade de dados gerados por esses sistemas municia o produtor com muitas informações sobre o plantel e também de cada animal individualmente, suscitando tecnologias de mineração desses dados.
Gómez et al. (2021) fez um levantamento das tecnologias mais frequentemente validadas atualmente em suinocultura. Foram encontradas soluções baseadas em visão, células de carga em comedouros e bebedouros, plataformas e balanças; acelerômetros para detecção de movimento, microfones, câmeras térmicas, sensores fotoelétricos, identificação por radiofrequência (RFID), termômetros infravermelhos e pirômetro. Os equipamentos foram utilizados para avaliação da atividade e comportamento, consumo de água e ração, condição física e saúde, importantes para avaliação do bem-estar animal na fazenda na produção de suínos.
Produção leiteira
A PLF tem encontrado na pecuária leiteira um terreno fértil para sua expansão. No início, os equipamentos de ordenha mecânica com controle do leite juntaram-se a sistemas de RDIF. Hoje, encontra diversas aplicações na produção, em sistemas intensivos e extensivos.
A importância do suporte tecnológico na produção leiteira em todas as suas etapas se dá pelos benefícios na sustentabilidade do meio ambiente, na questão econômica e social. Assim, o apoio aos processos de tomada de decisão por parte dos produtores possibilita a rastreabilidade e o controle da qualidade do leite, bem como do controle dos animais (LOVARELLI; BACENETTI; GUARINO, 2020).
Em relação às tecnologias utilizadas na pecuária leiteira, tem-se diversas aplicações que auxiliam na avaliação do bem-estar do gado leiteiro que pode ser medido em tempo real As tecnologias são compostas por acelerômetros para captar a movimentação do animal, câmeras, células de carga, sensores de leite diversos e bolus ruminais para identificação. Tais tecnologias monitoram a atividade animal o comportamento alimentar e ingestão de água, condição física e saúde dos animais (STYGAR et al., 2021).
A zootecnia de precisão é empregada na produção leiteira em diversos pontos dentro do processo produtivo, seja na identificação dos animais com sistemas de radiofrequência, na distribuição de ração, detecção de cio e movimentação, distribuição de leite aos bezerros, ordenha robotizada, climatização e controle do ambiente, controle de produção de leite, pesagem automática dos animais, monitoramento sanitário e detecção de doenças.
Produção de carne bovina
No início dos anos 2000, o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) lançou o SISBOV (Serviço Brasileiro de Rastreabilidade da Cadeia Produtiva de Bovinos e Bubalinos) com o objetivo de “registrar e identificar o rebanho bovino e bubalino do território nacional possibilitando o rastreamento do animal desde o nascimento até o abate, disponibilizando relatórios de apoio a tomada de decisão quanto a qualidade do rebanho nacional e importado” (MAPA, 2022). Tal iniciativa veio de encontro à necessidade já estabelecida pelos mercados de frango de corte e suínos de se fazer a rastreabilidade da produção da chamada “porteira para dentro” até o prato do consumidor. Vários fatores ocorridos na década de 80 vieram corroborar.
Os objetivos da implantação do sistema, que podem ser encontrados na página da internet do MAPA (2022) foram eliminar ou minimizar as inconsistências sanitárias, aumentando a competitividade nos mercados nacionais e internacionais; incentivar os pecuaristas a investir em melhorias genéticas nos rebanhos, através da venda à rendimento, nos pontos de pesagem normatizados, dessa maneira, conseguindo melhores resultados financeiros. Além de incentivar a inovação tecnológica para fazer frente à competição; facilitar a avaliação de políticas públicas de incentivo à pecuária e permitir aos frigoríficos um novo patamar de resultados, mantendo o Brasil no topo do mercado exportador e conseguindo melhores resultados financeiros para a carne certificada no mercado interno.
A produção de carne bovina é uma das atividades mais importantes no agronegócio, sendo bastante competitiva e com grande participação no rol de exportações brasileiras. Neste cenário, a rastreabilidade pode garantir que o produto seja mais eficiente e diminua os custos envolvidos nos processos de produção. Também é exigência de muitos mercados supridos pelo produto, tanto pela segurança alimentar e qualidade quanto pelo fornecimento de informações a toda a cadeia produtiva, incluindo aí o consumidor final. Desta maneira, o sistema de rastreabilidade SISBOV é essencial para que o fluxo de informações funcione de maneira adequada (KHALIL, 2020).
No Brasil, a implantação deste sistema de rastreabilidade e certificação torna possível a identificação dos animais, bovinos de corte e bubalinos desde o nascimento até seu abate, permitindo verificar os diferentes registros durante toda a vida do animal. Isto se faz necessário tanto pela necessidade de acompanhar os animais bem como para o consumidor que pode verificar a procedência do produto que está comprando. Batistelli (2022) concluiu em seu artigo que há resistência por parte dos produtores em implantar e manter o sistema, que não é obrigatório, por acreditarem que os custos do processo aumentarão os gastos na propriedade rural.
Sales-Baptista et al. (2019) fez um levantamento de vários trabalhos que se utilizaram das ferramentas de precisão para monitorar o comportamento de pastoreio dos animais no pasto, aplicando o pastoreio de precisão.
As tecnologias mais aplicadas ao rebanho de corte são tags de identificação por radiofrequência (RFID) que proporcionam uma identificação eletrônica, facilitando o manejo, identificação e controle do rebanho (Reis; Barella; Stoppa, 2019).
A PLF também pode ajudar como estratégia potencial para mitigar os riscos ambientais representados pela pecuária, tornando-a mais sustentável econômica, social e ambientalmente. Através da observação e interpretação de comportamentos, com controle individual dos animais. A PLF pode apoiar diferentes estratégias de manejo, impactando menos o ambiente, reduzindo a emissão de gases de efeito estufa (GEE) e amônia (NH3) no ar, poluição de nitratos e antibióticos em corpos d’água pelos dejetos, fósforo, antibióticos e metais no solo (TULLO; FINZI; GUARINO, 2019).
CONSIDERAÇÕES FINAIS
O mundo vive hoje uma era de transformações calcadas na tecnologia da informação. As mudanças climáticas, aceleradas por ação do homem e a pandemia de COVID-19 trazem alertas importantes sobre qual o caminho a seguir para o futuro da produção de alimentos, dentre eles a produção de alimentos de origem animal.
Os impactos da produção animal, bem como a preocupação crescente com aspectos do bem-estar dos animais pavimentam o caminho para que novas tecnologias venham de encontro à mitigação destes problemas, produzindo alimentos de qualidade para uma população crescente de pessoas que buscam segurança alimentar.
A PLF tem essas respostas para a humanidade, produzindo animais com maior nível de bem-estar, menores custos econômicos, ambientais e sociais e qualidade de produto.
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