Siemens permite revolução na agricultura subaquática com soluções de gêmeos digitais

O Xcelerator da Siemens permite que a equipe repita o projeto e o teste em um ritmo consideravelmente acelerado

A Siemens Digital Industries Software anunciou hoje que o Nemo’s Garden, uma startup focada no cultivo subaquático sustentável de produtos agrícolas, adotou o portfólio de software e serviços Xcelerator da Siemens para encurtar seus ciclos de inovação e avançar mais rapidamente rumo à industrialização e expansão.

O Nemo’s Garden foi fundado em 2021 por Sergio Gamberini, presidente da Ocean Reef Group, fabricante italiana de equipamentos de mergulho, e seu filho, Luca Gamberini. Sua equipe de engenheiros, mergulhadores e cientistas trabalha para provar a viabilidade do cultivo de ervas, frutas e vegetais debaixo d’água.

A principal inovação do Nemo’s Garden, uma biosfera subaquática, é um tipo único de estufa submarina, que aproveita os fatores ambientais positivos do oceano – temperatura estável, geração de água doce por evaporação, absorção de CO₂ e abundância de oxigênio e proteção natural contra pragas – para criar um ambiente ideal para o cultivo de todos os tipos de produtos.

A equipe não apenas colheu com sucesso uma variedade de produtos de seus protótipos de biosferas, mas também descobriu que as plantas cultivadas nesse ambiente tinham maior teor de nutrientes do que aquelas cultivadas usando métodos tradicionais. O próximo grande obstáculo para atingir seu objetivo foi transformar esse protótipo em uma solução que pudesse ser implementada globalmente; no entanto, eles não queriam esperar mais 10 anos para que isso acontecesse.

Invernos rigorosos, verões curtos e limitações iniciais de permissão de uso do fundo do mar restringiram o Nemo’s Garden a um ciclo de crescimento por ano, o que significava apenas um ciclo de inovação por ano. Mudanças no projeto, testes físicos demorados e processos pesados de monitoramento manual durante o ciclo de crescimento levaram a equipe do Nemo’s Garden a buscar formas de acelerar sua inovação e expandir a operação.

A equipe entrou em contato com Matteo Cavalleroni, da TekSea, para obter informações sobre como usar tecnologias de ponta para atingir seus objetivos. Após a consulta inicial, a Siemens foi convidada a participar do projeto, usando o seu portfólio Xcelerator de softwares e serviços para ajudar o Nemo’s Garden a atingir o próximo estágio de desenvolvimento e se preparar para a industrialização/comoditização.

“Quando vi pela primeira vez a tecnologia de gêmeos digitais da Siemens, fiquei hipnotizado. O Nemo’s Garden é um sistema único e precisamos adaptá-lo a cada ambiente onde ele será instalado. Se você puder modelar esse ambiente virtualmente antes de começar, poderá prever os desafios e enfrentá-los da melhor maneira”, disse Luca Gamberini, cofundador do Nemo’s Garden. “Vimos benefícios nas informações sobre o fluxo de água em torno das formas das nossas biosferas. Temos uma compreensão melhor sobre os pontos de estresse na estrutura ao redor das biosferas. Também entendemos como as diferentes interações da radiação solar, temperatura e todos os fatores físicos agem nas plantas. Tudo graças à capacidade do gêmeo digital de replicar nosso sistema.”

Foi construído um gêmeo digital abrangente da biosfera Nemo’s Garden que abrange não apenas a evolução do projeto usando o software NX™ da Siemens, como também permite a simulação das condições de crescimento dentro dele, o impacto dos equipamentos no corpo de água, e o ambiente completo em que eles estão instalados – tudo realizado usando o software Simcenter™ STAR-CCM+™ da Siemens. A equipe do Nemo’s Garden não está mais limitada pelas condições climáticas, sazonalidade e estações de crescimento curtas ou limitações de mergulho e monitoramento. Adaptações nas biosferas podem ser testadas no mundo virtual, permitindo que a equipe refine o projeto em um ritmo consideravelmente acelerado.

Monitoramento na borda

Além de projetar a biosfera física, o Nemo’s Garden também precisava otimizar e expandir os processos de cultivo, rastreamento e colheita das plantas. Para criar um negócio sustentável que não dependesse de mergulhadores treinados para coletar dados, foi criada uma abordagem totalmente digital e automatizada que se baseou na vasta experiência da Siemens com o uso de software para automatizar práticas agrícolas tradicionais.

Um vídeo prévio sobre os ciclos de cultivo e dados de referência das operações agrícolas tradicionais das mesmas culturas, em vários estágios de crescimento e condições de saúde, foram analisados usando o serviço MindSphere® da Siemens. A partir dai, a Siemens conseguiu treinar um algoritmo de aprendizado de máquina para monitorar o crescimento das plantas e as condições ambientais dentro das cúpulas.

Quando esse algoritmo é implementado nos dispositivos de computação de borda industrial da Siemens em cada biosfera, as plantas podem ser monitoradas por meio de um painel baseado na nuvem durante toda a temporada, de qualquer lugar, em tempo real. Na próxima temporada, esses dispositivos de computação de borda industrial serão conectados a atuadores — para ajustar automaticamente a circulação de ar, umidade, irrigação e dosagem nutricional durante toda a temporada. Esta será a base de um serviço agrícola global, otimizado para operações submarinas e ajustado para cada um dos oceanos do mundo.

Por meio da adoção completa da transformação digital, o Nemo’s Garden se tornou algo que começou como um desafio divertido durante um jantar com amigos e está transformando esse conceito único em uma plataforma de agricultura submarina comercialmente viável, que pode ser implementada globalmente de forma sustentável. As biosferas recém-projetadas não serão implementadas até a próxima estação de crescimento, mas graças ao gêmeo digital abrangente do ambiente de crescimento, a equipe continua avançando com planos para otimizar ainda mais seus projetos e automatizar seus processos para implementação global.

“A digitalização não é apenas para empresas de grande porte, é para todas as empresas. Na verdade, altos ganhos muitas vezes podem ser obtidos em empresas menores ou startups. O trabalho que fazemos com as startups pode ampliar o impacto que elas têm no mundo, auxiliando e acelerando a inovação”, disse Eryn Devola, vice-presidente de sustentabilidade da Siemens Digital Industries Software. “É fácil ficar empolgado quando encontramos uma equipe apaixonada com tecnologia centrada no ser humano que está trabalhando para alimentar as pessoas enquanto causa um impacto ambiental positivo.”

Para saber mais sobre o Nemo’s Garden, visite os links abaixo:

– Vídeo sobre o projeto Nemo’s Garden

– Website do Nemo’s Garden

A Siemens Digital Industries Software promove a transformação para empresa digital, onde os projetos de engenharia, manufatura e eletrônicos serão elaborados em conjunto no futuro. O portfólio Xcelerator ajuda empresas de todos os portes a criar e implementar gêmeos digitais, que fornecem às organizações novas informações, oportunidades e níveis de automação para impulsionar a inovação. Para obter mais informações sobre os produtos e serviços da Siemens Digital Industries Software, visite o website ou siga a empresa no LinkedIn, Twitter, Facebook e Instagram. Siemens Digital Industries Software – Where today meets tomorrow.

Obs.: Exportações, vendas e ofertas dos produtos e tecnologias aqui discutidas estão sujeitas à aprovação do Governo dos EUA.

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