Tablón de Gómez é uma região notoriamente cafeeira da Colômbia, país que produz um dos cafés de maior qualidade do mundo. No território montanhoso, gerações de famílias de agricultores cuidam dos arbustos que produzem a semente do café. É um processo artesanal de colheita, secagem e torra que traz vida, sabor e aroma a uma região muito afetada por conflitos civis.
Embora o café seja de extrema qualidade, feito pelas mãos de pessoas com conhecimentos centenários, os filhos desses agricultores notam que muitas vezes o saco de café é vendido por um preço muito mais baixo do que o de mercado. Os compradores justificam isso dizendo que não conseguem avaliar a quantidade exata de umidade ou se a torra foi feita de maneira adequada. Já os agricultores diziam que, mesmo que tivessem as ferramentas de medição, não era fácil usá-las e que não tinham tempo para acompanhá-las devido a tantas tarefas no cultivo.
A tecnologia e o desejo de apoiar o trabalho de sua comunidade foi o que motivou os estudantes da Instituição Educativa Técnica Agroindustrial La Victoria a criar o CoffeeSmart 4.0, vencedor do Solve for Tomorrow Colômbia em 2025. Os estudantes construíram um sistema inteligente com balanças, micro:bits (pequena placa de desenvolvimento de programação) e sensores que mostram aos agricultores os níveis ideais de secagem e torrefação das sementes, por meio de um aplicativo para o smartphone ou computador.
“Constatamos que os agricultores logo tinham as ferramentas, mas por não saberem usá-las, muitas vezes perdem a qualidade do café”, explica o professor de robótica Alexis Rubiel Ardami Ortega. “Então, pensamos em como facilitar o acesso dos nossos pais a essas ferramentas, para ajudá-los a tornar o café mais rentável e receber um preço justo.”
A escola já tem uma forte ligação com o café, e muitas vezes os grãos são alvo de experiências de laboratório e de outros aprendizados baseados em STEM (sigla em inglês para Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática). Por participar de um programa do governo, ganharam cinco micro:bits, computadores pequenos e simples que oferecerão uma oportunidade aos estudantes e ao professor mediador de pensar em um projeto que une a tecnologia e o desejo da produção do café.
Automatizando a secagem e a torrefação
Embora sejam de famílias que trabalham com café, os jovens que estão nos diferentes graus do ensino médio (no quarto, quinto e sexto ano, com idades entre 15 e 18 anos) não sabiam muito sobre as especificidades da produção do café. Por sorte, seu campo de pesquisa é vizinho e os cafezais são praticamente laboratórios.
Iniciaram tanto uma pesquisa bibliográfica, para entender mais o que determina a qualidade ideal do café, quanto entrevistaram seus parentes, que lhes contaram sobre a dificuldade de fazer prova de que o café tem a secagem e torrefação – estes são os dois processos mais importantes do café – correta para os compradores.
Isso se deve a uma mistura de fatores: os processos de cultivo são artesanais, e mesmo que o café seja bom, os agricultores não sabem necessariamente o grau correto de umidade ou de torrefação, confiando em seus sentidos e sabedorias para isso. A maioria dos agricultores tem as ferramentas para medir ambos os processos, mas relataram que não são práticos.
Tomemos por exemplo a secagem de café: o que determina uma boa secagem é o peso do café quando está livre de uma certa quantidade de umidade. As ferramentas disponíveis para acompanhar um processo que dura 15 ou 20 dias sob o sol não são práticas nem compatíveis com as outras tarefas da cultura.
Com as reclamações sistematizadas, o grupo entendeu que sua tarefa era simplificar o acesso e conhecimento dos dados de secagem e torrefação em um aplicativo, para que os agricultores conheçam cada etapa e possam cobrar por pagamentos justos. Para isso, os microbits, acoplados a sensores de peso e temperatura, poderiam oferecer informações muito simples aos dois processos. Começava então a etapa de automatização das ferramentas, criando assim um sistema.
A balança com micro:bit e um sensor de peso é uma peça-chave para a etapa de secagem: “Colocamos nosso lote grande de café em um pátio e junto a ele colocamos nossa balança. Na balança se coloca uma amostra de 200 g (gramas) de café pergaminho. Vamos monitorar o peso, que estará na mesma condição do lote. À medida que o café perde umidade, ele vai perdendo peso. Quando essa amostra de 200 g chega a 104 ou 105 g, indica que o café está no ponto ótimo de umidade, de 10 a 12%, e esse valor influencia o preço final. Então, a ideia é que o aplicativo possa dizer na balança qual é a umidade correta para chegar até os compradores”, contou Ortega.
A torrefação é um processo igualmente importante, e os alunos, que têm um laboratório sobre café na escola, já tinham um estudo prévio para entender a curva de torrefação, explica o professor: “Temos uma pequena torradeira onde as amostras são testadas na conhecida curva de tostado. Leva tempo para medir as temperaturas e observar a fase do café, em que estado ela está. Conectamos um micro:bit a um sensor para que registre a temperatura e adicionalmente o tempo, indicando-nos a fase de tostado.”
As informações da curva de torrefação são armazenadas em uma base de dados, que mostra as características organolépticas do café e garante que as próximas torrefações mantenham o padrão.
A balança e o aplicativo ideal
Um aplicativo conectado aos sensores foi o meio escolhido pelos estudantes para disponibilizar os parâmetros ideais do café. Eles tinham alguma experiência básica com programação, mas não o suficiente para criar um aplicativo. Ativaram então os conhecimentos do reitor da escola, que é engenheiro de sistemas, que os ajudou a desenvolver uma plataforma simples e que pode ser acionada de qualquer lugar da cultura.
Para completar o projeto, os alunos optaram por se inspirar no próprio design dos materiais utilizados pelos seus colegas agricultores: uma bandeja de grelha segura o café para a pesagem final.
Afinando o projeto com produtores
O protótipo final, então, é feito com micro:bits, sensores de temperatura e de peso movidos a placas solares, a balança e também qualquer maquinário que o produtor de café utiliza para fazer a torrefação, como uma torradeira. Com o sistema pronto, era hora de testar seu produto com quem de fato pode dizer se funcionava ou não: os produtores de café.
“Eles gostavam bastante, porque diziam que era muito prático. Explicamos-lhes sobre o aplicativo, que é algo fácil de manejar, pronto para baixar e às vezes se complica um pouco na hora de nos conectarmos por estar em zona rural, mas a eles tudo pareceu simples”, explica o professor.
Muitas das pessoas que trabalham com café são de idade avançada, então eles pedem para que os instrumentos de leitura no aplicativo sejam modificados para ter letras maiores, e para que as informações não venham apenas em texto, mas também com gráficos que mostrassem a temperatura, a umidade e a curva de torrefacção, por exemplo. São pequenas modificações, mas que fazem muita diferença e fazem parte da Aprendizagem Baseado em Projetos (ou a sigla em inglês PBL).
Mesmo com um protótipo rico e uma boa devolução, os alunos ainda tiveram que se preparar muito para fazer as etapas de apresentação da ideia para o programa Solve for Tomorrow. Ortega lembra que a mudança mais impressionante foi a qualidade investigativa do trabalho dos jovens. Eles tiveram que pesquisar muito sobre o café e esse processo, se viram como pesquisadores, como pessoas que dominam um assunto e sabem falar dele não apenas para os cafeicultores, mas também para especialistas e compradores.
O futuro do sistema Coffee Smart 4.0 parece promissor. O protótipo tornou-se uma inovação social, um tesouro da comunidade escolar em conjunto com as culturas que fazem parte do território, e a ideia é que a escola possa dar continuidade ao projeto, tornando-o maior e alcançando outros municípios que trabalham com o mesmo produto.
O futuro dos jovens também parece animador, como finaliza Ortega: “Os jovens se motivaram no que diz respeito às áreas STEM, olhei para elas muito motivadas nessa questão, gostam muito da tecnologia e inovam todos os dias. Se de repente alguém já estava interessado na medicina, já olha também para a engenharia, como algo que já pode conseguir no futuro, já olha para si mesmo como engenheiros, de programação e tudo isso. É muito bom ver esses jovens que a cada dia vão se motivando mais por essas áreas”.
Saiba mais sobre o projeto no seguinte vídeo:
