Miniestufas inteligentes baseadas em Tecnologias da Informação e Comunicação: análise técnico-econômica e suporte à tomada de decisão

Abstract

Esta dissertação analisou a viabilidade técnico-econômica de uma miniestufa inteligente baseada em Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs), aplicada ao monitoramento ambiental e ao suporte à tomada de decisão em sistemas de cultivo em ambiente controlado. A pesquisa utilizou a espécie Leontopodium alpinum (Edelweiss) como cultura experimental, em razão de suas exigências ambientais específicas, permitindo avaliar o comportamento do sistema em condições reais de operação. A metodologia adotada caracterizou-se como aplicada, exploratória, descritiva e experimental, com abordagem quantitativa e apoio qualitativo. O sistema desenvolvido integrou sensores IoT, automação, monitoramento ambiental e coleta de dados relacionados à temperatura, umidade do ar, umidade do solo e luminosidade. Para análise da viabilidade econômica, utilizou-se a metodologia Custo-Volume-Lucro (CVL), considerando custos operacionais, consumo energético, margem de contribuição e ponto de equilíbrio em cenários simulados. Complementarmente, aplicou-se a Metodologia Multi-Índice Ampliada (MMIA), permitindo uma avaliação integrada das dimensões tecnológica, operacional, econômica, ambiental e de inovação do sistema. Os resultados demonstraram que a miniestufa inteligente possibilitou o monitoramento contínuo das variáveis ambientais e a estruturação de um ambiente experimental baseado em TICs. Entretanto, observou-se a não sobrevivência da cultura experimental ainda na fase inicial de adaptação, impossibilitando a validação produtiva da Edelweiss nas condições analisadas. Sob a perspectiva econômica, o sistema não atingiu viabilidade operacional no cenário observado, principalmente em razão da ausência de produção comercial. Apesar disso, a pesquisa permitiu identificar limitações técnicas e operacionais relevantes, evidenciando que a integração de TICs, sensores e automação não garantem, isoladamente, o sucesso produtivo do sistema, sendo necessária a estabilidade ambiental e o controle adequado das variáveis críticas do cultivo. Conclui-se que as miniestufas inteligentes baseadas em TICs apresentam potencial para aplicações em agricultura digital e ambientes agrícolas inteligentes, contribuindo para o monitoramento ambiental, análise técnico-econômica e suporte à tomada de decisão baseada em dados, embora sua viabilidade dependa da integração eficiente entre tecnologia, operação e adaptação biológica da cultura experimental.

Abstract: This dissertation analyzed the technical-economic feasibility of a smart mini-greenhouse based on Information and Communication Technologies (ICTs), applied to environmental monitoring and decision-making support in controlled environment cultivation systems. The research used the species Leontopodium alpinum (Edelweiss) as an experimental crop due to its specific environmental requirements, allowing the evaluation of the system?s behavior under real operating conditions. The adopted methodology was characterized as applied, exploratory, descriptive, and experimental, with a quantitative approach supported by qualitative analysis. The developed system integrated IoT sensors, automation, environmental monitoring, and data collection related to temperature, air humidity, soil moisture, and luminosity. For the economic feasibility analysis, the Cost-Volume-Profit (CVP) methodology was applied, considering operational costs, energy consumption, contribution margin, and break-even point in simulated scenarios. Additionally, the Extended Multi-Index Methodology (MMIA) was applied, enabling an integrated evaluation of the technological, operational, economic, environmental, and innovation dimensions of the system. The results demonstrated that the smart mini-greenhouse enabled continuous monitoring of environmental variables and the structuring of an ICT-based experimental environment. However, the experimental crop did not survive during the initial adaptation phase, making it impossible to validate Edelweiss production under the analyzed conditions. From an economic perspective, the system did not achieve operational feasibility in the observed scenario, mainly due to the absence of commercial production. Nevertheless, the research made it possible to identify relevant technical and operational limitations, showing that the integration of ICTs, sensors, and automation alone does not guarantee the productive success of the system, requiring environmental stability and adequate control of critical cultivation variables. It is concluded that ICT-based smart mini-greenhouses present potential for applications in digital agriculture and intelligent agricultural environments, contributing to environmental monitoring, technical-economic analysis, and data-driven decision-making support, although their feasibility depends on the efficient integration between technology, operation, and biological adaptation of the experimental crop.