SIGMA: Sistema Integrado de Gerenciamento e Monitoramento de Armazenagem

SIGMA

Sistema Integrado de Gerenciamento e Monitoramento de Armazenagem Case Nacional de Inovação Cooperativa Cotrirosa: Cotrirosa - Cooperativa Tritícola Santa Rosa Ltda, é uma cooperativa agroindustrial brasileira sediada na região noroeste do Rio Grande do Sul. Focada principalmente no recebimento, beneficiamento, armazenagem e comercialização de grãos como soja, trigo e milho e outros. Possui uma capacidade de armazenagem que alcança cerca de seis milhões de sacas.

Agro Expertise: A Agro Expertise, nasceu em 2017 e atua no setor agroindustrial, com tecnologias avançadas para automação, monitoramento e gerenciamento das operações do pós-colheita de grãos. Desenvolvemos tecnologia própria, com know-how de quase 30 anos na área agroindustrial. Surgimos da necessidade de buscar o equilíbrio entre conhecimento técnico, científico e experiencia prática da operação. Trazendo soluções eficientes e econômicas, otimizando processos reduzindo gastos e perdas quantitativas e qualitativas dos grãos armazenados.

Resumo executivo O Brasil produz grandes volumes de grãos, mas parte relevante do valor gerado no campo é perdida depois da colheita. Segundo o material institucional da Agro Expertise, as perdas no pós-colheita chegam, em média, a 5%–10% da safra, e mais da metade desse problema está associada à degradação que ocorre silenciosamente dentro dos silos. O desafio não é apenas armazenar: é preservar qualidade, peso e valor comercial em um ambiente no qual os grãos permanecem biologicamente ativos.

Para enfrentar esse problema, a Agro Expertise desenvolveu o SIGMA, um ecossistema nacional de monitoramento e controle da armazenagem. A solução combina um cabo-pêndulo patenteado, capaz de medir simultaneamente temperatura, umidade relativa intergranular, concentração de CO₂ e vazão de ar, com conectividade IoT e inteligência artificial preditiva. A partir desses dados, o sistema apoia e automatiza a decisão de aeração antes que o aquecimento e a deterioração se tornem evidentes.

O resultado é uma mudança de lógica operacional: sair de uma resposta tardia baseada apenas em temperatura e avançar para uma gestão preditiva do ambiente intergranular. Nos resultados declarados no projeto, o SIGMA alcança até 40% de redução no consumo de energia e evita perdas superiores a 1% de peso, ao mesmo tempo em que contribui para preservar a qualidade dos grãos. Trata-se de uma inovação brasileira que transforma dados físicos do silo em ação operacional, com potencial de replicação em unidades de armazenagem de diferentes portes.

1. O problema e sua relevância

A conservação de grãos exige controlar continuamente o ambiente intergranular. Mesmo após a colheita, os grãos continuam vivos: respiram, consomem matéria seca e liberam dióxido de carbono, água e calor. Quanto maiores a umidade e a temperatura, mais acelerada tende a ser a degradação. O ponto crítico é que o aquecimento é um indicador tardio. Quando a termometria identifica uma elevação expressiva de temperatura, parte da perda de matéria seca e de qualidade pode já ter ocorrido. Percebendo este gargalo, a Cotrirosa, apresentou o problema para a AGro Expertise, com vistas ao desenvolvimento de uma solução conjunta.

O SIGMA nasce, portanto, de uma lacuna operacional concreta: a medição convencional não captura, com antecedência suficiente, todas as variáveis que explicam o comportamento da massa armazenada. A vazão de ar — elemento central para a eficiência da aeração — era medida manualmente, sobre a massa de grãos e em diferentes pontos, com limitações de segurança, escala e continuidade. Além disso, a ausência de leitura integrada de CO₂, umidade e circulação de ar dificultava compreender o processo antes que o dano fosse visível.

A relevância econômica é direta. Reduzir perdas físicas significa preservar produto comercializável; reduzir aeração desnecessária significa reduzir consumo de energia; antecipar eventos de deterioração significa proteger qualidade, previsibilidade operacional e margem. A relevância ambiental também é significativa, pois eficiência energética e menor desperdício de alimentos reduzem o uso de recursos incorporados à produção agrícola.

2. A hipótese e o desafio tecnológico

A hipótese inicial era que a medição contínua de vazão de ar poderia ser incorporada à infraestrutura já presente nos silos, especialmente ao cabo-pêndulo de termometria, evitando a instalação de um equipamento adicional sobre a massa de grãos. A principal incerteza era viabilizar essa integração sem prejudicar a movimentação de carga e descarga, sem comprometer a robustez do conjunto e sem perder a utilidade operacional dos dados.

O desafio envolvia simultaneamente engenharia de sensores, integração mecânica e eletrônica, transmissão de dados, interpretação de sinais e tradução das medições em uma decisão de aeração. Não bastava acrescentar sensores: era necessário criar uma arquitetura capaz de observar o ambiente intergranular, reconhecer padrões de degradação e apoiar uma operação mais eficiente.

A decisão tecnológica foi transformar o cabo-pêndulo em uma plataforma sensorial integrada. Essa escolha preservou a lógica de instalação conhecida pelos operadores e ampliou seu conteúdo informacional, assumindo uma dor real da Cotrirosa e transformando em tecnologia aplicada.

3. A solução desenvolvida

O SIGMA é composto por três camadas articuladas. A primeira é a camada de sensoriamento físico, baseada no cabo-pêndulo patenteado, que reúne quatro grandezas: temperatura, umidade relativa intergranular, CO₂ e vazão de ar. A segunda é a camada de conectividade IoT, que organiza a coleta e o envio dos dados. A terceira é a camada analítica, na qual a inteligência artificial preditiva interpreta o comportamento do ambiente e automatiza ou orienta a aeração.

A proposta de valor está na integração. Temperatura, isoladamente, mostra um efeito que pode ocorrer depois de parte da deterioração. O CO₂ funciona como sinal antecipado do metabolismo dos grãos; a umidade ajuda a explicar a velocidade de degradação; e a vazão de ar informa se a aeração está efetivamente criando as condições necessárias para conservação. Ao observar essas variáveis em conjunto, o sistema melhora a qualidade da decisão e reduz a dependência de intervenções manuais e reativas.

Na prática, o SIGMA converte medições distribuídas em uma ação de gestão: identificar condições de risco e acionar a aeração no momento adequado, evitando tanto a intervenção tardia quanto o funcionamento excessivo dos equipamentos. O sistema, assim, atua sobre duas fontes de valor: a preservação do grão e a eficiência energética da armazenagem.

4. O que há de inovador

A inovação do SIGMA não está em um sensor isolado, mas em uma solução sistêmica para um problema que permanecia fragmentado. O mercado já contava com empresas de termometria; o diferencial estratégico desenvolvido pela Agro Expertise foi integrar a medição da vazão de ar ao sensoriamento do silo e acrescentar CO₂, umidade relativa intergranular e inteligência preditiva à rotina de conservação. Na parte superior do cabo, também é realizado o mapeamento da condição dos grãos por meio de luzes. Cada cor corresponde, em tempo real, à situação da armazenagem na célula monitorada, estabelecendo uma comunicação para os diversos níveis operacionais e contribuindo para a transparência da qualidade.

O grau de novidade é relevante para o setor brasileiro porque a solução combina tecnologia, sensoriamento multiparamétrico, IoT e IA em uma infraestrutura diretamente aplicável à armazenagem de grãos. O projeto também responde a uma tendência estrutural do agronegócio: variedades mais produtivas e com características fisiológicas específicas demandam maior compreensão do comportamento dos grãos durante o armazenamento

5. A jornada de P,D&I e os aprendizados

A jornada começou com a dificuldade a limitação e o acesso sobre a massa de grão armazenada na Cotrirosa. As soluções de mercado oferecidas até então colocam em risco trabalhadores por acessar armazens para obter o mapa de distribuição de ar e ter uma conservação eficiente. Medir vazão de ar sobre a massa de grãos era uma atividade manual, pontual e pouco compatível com a movimentação de carga e descarga. A primeira alternativa — um equipamento dedicado para essa medição — mostrou-se inviável nas condições operacionais imaginadas. Esse aprendizado levou à decisão de utilizar o cabo-pêndulo de termometria como base para a integração.

A partir dessa decisão, o desenvolvimento passou a tratar o silo como um sistema instrumentado. A equipe incorporou grandezas complementares à temperatura, estruturou a conectividade e criou uma camada analítica capaz de transformar sinais em recomendação ou comando de aeração. O principal aprendizado foi que o valor não estava apenas em medir mais, mas em medir variáveis que se explicam mutuamente e usar sua combinação para agir antes do dano.

Essa trajetória demonstra um esforço de pesquisa, desenvolvimento e inovação orientado por hipóteses, restrições operacionais e aprendizado, com a participação do demandante no desenvolvimento da solução. A solução final não é uma simples digitalização de um processo existente; trata-se da reconfiguração da forma como o ambiente de armazenagem é observado e controlado.

6. Lastro tecnológico

A tecnologia é causal para o valor produzido pelo case. Sem o cabo-pêndulo multiparamétrico, não haveria medição integrada das condições internas; sem IoT, os dados não poderiam ser acompanhados de forma conectada; sem a inteligência artificial preditiva, as variáveis não se converteriam em uma política de aeração antecipada. O ganho de energia e a redução de perdas decorrem precisamente dessa cadeia tecnológica.

O lastro também está na propriedade intelectual e no domínio de engenharia aplicado ao setor. O projeto informa que o cabo-pêndulo é patenteado e que a tecnologia foi desenvolvida nacionalmente. A combinação entre conhecimento agroindustrial, sensoriamento, conectividade e análise preditiva cria uma barreira de competência que vai além da aquisição de componentes isolados.

7. Resultados e impactos

Os resultados quantitativos declarados pela Agro Expertise indicam uma redução de até 40% no consumo de energia e a prevenção de perdas superiores a 1% do peso do produto. Esses indicadores relacionam diretamente a tecnologia a dois resultados de negócio: eficiência operacional e preservação do produto armazenado. A solução também contribui para a manutenção da qualidade dos grãos, reduzindo a probabilidade de que processos de deterioração silenciosa avancem sem a devida resposta.

Os impactos econômicos são acompanhados de impactos ambientais e sociais. Ao reduzir o desperdício, o SIGMA evita que a água, o solo, a energia, os insumos e o trabalho empregados na produção sejam desperdiçados após a colheita. Ao melhorar a previsibilidade da armazenagem, a solução fortalece a infraestrutura necessária para um agronegócio mais eficiente, rastreável e resiliente.

Durante o armazenamento, a passagem de ar é utilizada para reduzir a temperatura e retirar o excesso de umidade intergranular, impedindo o desenvolvimento de fungos e o ataque de microrganismos e insetos. Garantir uma passagem de ar homogênea significa assegurar que toda a massa de produto receba o tratamento adequado. Quando esse processo não é devidamente monitorado, podem ocorrer aquecimentos nas regiões por onde o ar não circula, resultando em perdas provocadas pela deterioração causada por microrganismos e pragas. Por outro lado, nas regiões onde há excesso de circulação de ar, pode ocorrer supersecagem, gerando prejuízos financeiros devido à remoção excessiva de água em relação aos padrões oficiais de comercialização.

Segundo dados da Conab, as perdas na armazenagem podem chegar a 2% ao ano no Rio Grande do Sul após 12 meses de armazenamento. Em regiões mais quentes, outro dado indica que essa perda pode chegar a 3,97% ao ano no Tocantins. A proposta é reduzir esses índices por meio da tecnologia e da tomada de decisão apoiada por uma plataforma de IA acoplada ao sistema, com base em dados científicos.

8. Estágio atual, escala e próximos passos

O SIGMA é uma solução comercial com potencial de vendas em escala. Seu desenho modular — sensoriamento integrado, conectividade e camada analítica — favorece a implantação em diferentes unidades de armazenagem, com adaptação à configuração dos silos e às necessidades da operação.

Os próximos passos naturais são ampliar a base instalada, consolidar séries históricas de dados, aperfeiçoar os modelos preditivos e expandir a aplicação para diferentes culturas, condições climáticas e perfis de armazenagem. A escala comercial tende a gerar um ciclo virtuoso: mais dados melhoram a inteligência da solução, enquanto mais unidades ampliam o impacto sobre consumo de energia, perdas e qualidade.

10. Replicabilidade e legado

O caminho de inovação é replicável porque parte de um problema recorrente, utiliza uma infraestrutura presente na operação e organiza sua evolução em etapas compreensíveis: identificar a lacuna de medição, integrar sensores ao cabo-pêndulo, conectar dados, interpretar sinais e automatizar a aeração. Outra organização pode aplicar a mesma lógica em seus silos, desde que disponha de equipe técnica, acesso à infraestrutura e capacidade de validar os modelos em sua realidade operacional.

O legado do SIGMA é estabelecer uma nova referência para a gestão da armazenagem: conservar não deve significar apenas observar a temperatura, mas compreender o conjunto de fenômenos que ocorrem dentro da massa de grãos. A principal aprendizagem transferível é que os dados de processo geram mais valor quando estão ligados a uma decisão operacional clara e mensurável.

10. Fotos e videos

No link estão as fotos e videos da evolução do desenvolvimento tecnológico e sua implementação no ambiente da cooperativa.

https://drive.google.com/drive/folders/14soGioCf-CUPy_wndgmZDQWZ4z3dcOz9?usp=sharing