PisciculTec: um sistema WEB para gerenciamento e monitoramento de atividades para piscicultura Mateus Resende Rodrigues¹ , Igor Medeiros Vanderlei¹, Luis Filipe Alves Pereira¹, Anderson Fernandes de Alencar² 1 Curso de Ciência da Computação, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Garanhuns, Pernambuco, Brasil, mateus.resende.r@gmail.com, igor.vanderlei@gmail.com, luisfilipeap@gmail.com 2 Curso de Pedagogia, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Garanhuns, Pernambuco, Brasil, anderson.alencar@ufrpe.br RESUMO A piscicultura fatura mais de meio bilhão de reais ao ano no nordeste brasileiro. Apesar disso, pesquisas bibliográficas e entrevistas informais com profissionais da área mostraram que a maior parte dos piscicultores da região gerenciam os dados da sua produção utilizando (i) diferentes planilhas que não se comunicam entre si, ou (ii) lápis e papel. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma solução de software - disponível a todos os piscicultores gratuitamente e de código aberto - capaz de auxiliar o planejamento e o monitoramento da produção em fazendas de piscicultura. Acreditamos que a adoção desta solução por estes produtores pode contribuir para o aumento da produtividade do setor na região nordeste. PALAVRAS-CHAVE: Piscicultura, Software, Aplicação WEB. ABSTRACT Northeastern Brazil fish farming makes more than half a billion Brazilian Reais per year. Nevertheless, our assessment shows that most fish farmers in that region manage their production data using either (i) different spreadsheets that do not communicate with each other, or (ii) simple notebooks. In this context, this paper presents an open source software solution for the above mentioned problem. Our goal is to help the planning and monitoring of production at fish farms. We believe that the adoption of our solution by the fish farmers can contribute to increasing the productivity of the sector in the northeast region of Brazil. KEYWORDS: Fish-farming, Software, Web application. INTRODUÇÃO O manejo produtivo refere-se às atividades realizadas diariamente para garantir o bom funcionamento e a otimização de sistemas de produção na agroindústria. Na piscicultura, isto envolve a frequência de alimentação dos peixes, a quantidade de ração ofertada, o monitoramento das condições químicas da água utilizada, o controle do tamanho da população em cada tanque de produção, e outros (KUBITZA, 2009; TAVARES-DIAS, 2009). Por fim, a qualidade e a eficiência da produção está intimamente ligada ao devido monitoramento de todos esses fatores. Na região nordeste do Brasil, a tilápia representa 63% da produção de peixes em cativeiro, gerando um faturamento total de mais de meio bilhão de reais (VIDAL, 2016). Apesar de relevante, esses números estão aquém do esperado quando leva-se em consideração as potencialidades do nosso país (SCHULTER; VIEIRA FILHO, 2017). Nesse contexto, o presente trabalho apresenta o PisciculTec: uma solução de software para auxiliar piscicultores a planejarem e gerenciarem suas pisciculturas de forma ágil e organizada visando atingir maiores níveis de produtividade. Por se tratar de uma aplicação WEB, não há necessidade de nenhuma instalação prévia e as funcionalidades podem ser acessadas através de um browser instalado em qualquer computador, smartphone, ou tablet com acesso à internet. O PisciculTec permite o acompanhamento ao longo do tempo das propriedades físicas e químicas da água e do crescimento dos peixes nos tanques de produção. Além disso, o sistema também indica o número ideal de tanques para a produção, a quantidade de ração que deve ser ministrada e a população inicial de peixes em cada tanque para que os objetivos de produtividade do piscicultor sejam atendidos. O trabalho desenvolvido está disponível sob a licença de software livre, com o código-fonte disponível na url <https://github.com/lmts-ufape/psicultec>. O sistema também está disponível para uso, hospedado no servidor da equipe desenvolvedora em <http://app.uag.ufrpe.br/psicultec>. MATERIAL E MÉTODOS O software proposto foi desenvolvido na plataforma web, utilizando a linguagem de programação PHP 7.3.6, o framework Laravel 5.6.39, banco de dados Postgresql 10.9 e servidor Apache 2.4.29. Para auxiliar na reprodução dos gráficos foi utilizada a biblioteca Laravel Charts 6.5. O trabalho realizado vem sendo orientado pela metodologia Scrum que se caracteriza por ser adaptativa ao invés de preditiva (SOARES, 2004). Dessa forma, foi possível trabalhar em um cenário em que os requisitos poderiam sofrer pequenas modificações ao longo do processo de desenvolvimento do software. A metodologia Scrum baseia-se principalmente em três princípios: equipes pequenas, requisitos pouco estáveis e iterações curtas, divididas em sprints. O ciclo de vida Scrum possui três fases principais: (i) pré-planejamento, (ii) desenvolvimento, e (iii) pós-planejamento. Na fase de pré-planejamento, foram realizadas pesquisas bibliográficas e entrevistas informais com profissionais da área, a fim de identificar os requisitos iniciais. Esses requisitos foram documentados e classificados de acordo com a sua importância e organizado em três unidades de trabalho: (i) dados da piscicultura, (ii) planejamento de produção e (iii) manejo. Após esse processo, os dez requisitos apresentados se encontram identificados no Quadro 1: Quadro 1 - Lista de requisitos implementadas no software em questão. Dados da Piscicultura REQ01 cadastrar novas pisciculturas REQ02 cadastrar novos tanques de produção Planejamento de Produção realizar o planejamento da piscicultura - calcular e exibir a quantidade e o volume REQ03 dos tanques necessários para atingir a produção desejada computar o escalonamento da produção - calcular e exibir a escala de produção, indicando a data de povoamento, a quantidade de peixes no povoamento e a data de REQ04 pesca de cada tanque, considerando (i) o peso total da produção desejada, (ii) a periodicidade da produção desejada, (iii) quantidade e o volume dos tanques cadastrados, (iv) o peso médio dos peixes produzidos, (v) o tempo necessário para atingir o peso desejado Manejo REQ05 registrar os parâmetros físicos e químicos da água medidos nos tanques REQ06 registrar o povoamento dos tanques REQ07 registrar a biometria dos peixes nos tanques REQ08 visualizar a quantidade ideal de ração que deve ser ministrada em cada tanque visualizar gráficos com as informações de todos os parâmetros físicos e químicos da REQ09 água nos tanques ao longo do tempo, bem como os valores de referência REQ10 visualizar gráficos com dados do crescimento dos peixes ao longo do tempo Fonte: dados da pesquisa. Com os requisitos definidos, o modelo Entidade Relacionamento (Figura 1) foi projetado para modelar os dados gerenciados pelo sistema. Nele, percebe-se as relações entre as principais entidades do modelo construído, a saber: ● uma piscicultura possui n tanques; ● cada tanque produz n ciclos; ● cada ciclo de produção é caracterizado por um povoamento e uma despesca; ● em cada ciclo de produção existe o controle de n fatores de qualidade da água e n biometrias. A fase de desenvolvimento foi organizada em 9 sprints com a duração de 15 dias cada. O sprint se iniciava com uma reunião de planejamento, que tinha por objetivo escolher as histórias de usuário que seriam implementadas e estimar o esforço da sua efetivação. Em seguida os requisitos eram implementados, testados e, caso fossem validados, seriam integrados à release em desenvolvimento. Por fim, ocorria a reunião de encerramento do sprint, com a participação de especialistas da área de piscicultura e de desenvolvimento de software. Nesta reunião, eram revisadas as histórias de usuário implementadas na sprint. Figura 1 - Modelo Entidade Relacionamento do sistema proposto. Fonte: dados da pesquisa. Para a fase de pós-planejamento realizaremos a divulgação do software para comunidade acadêmica e produtores da região, através da publicação de artigos acadêmicos, realização de cursos de capacitação e produção de material didático em apostilas e vídeo tutoriais, que serão disponibilizados no site do projeto. RESULTADOS E DISCUSSÃO Ao acessar o PisciculTec pela primeira vez, o usuário deve realizar o seu cadastro e informar os dados de sua psicultura (REQ01). A partir deste momento, existe a possibilidade de cadastrar os tanques (REQ02), caso eles já estejam construídos, ou realizar o planejamento da psicultura (REQ03) para calcular a quantidade e volume dos tanques, de acordo com a produção pretendida. O planejamento da psicultura (REQ03) é realizado informando o peso médio desejado para os indivíduos, a duração do ciclo previsto para atingir o peso esperado, a periodicidade da pesca e o peso total esperado, conforme exibido na Figura 2. Figura 2 - Tela do PisciculTec em que o usuário insere os dados para o planejamento de uma nova piscicultura. Fonte: dados da pesquisa. Após a realização do cadastro dos tanques disponíveis, é dado ao piscicultor a opção de realizar o cálculo de escalonamento (REQ04) para garantir que ele tenha um fluxo contínuo de produção de acordo com os seus objetivos. O cálculo do escalonamento é feito a partir das informações dadas como entrada na tela exibida na Figura 3. Figura 3 - Tela do PisciculTec em que o usuário insere dados para calcular o escalonamento da produção com o objetivo de garantir um fluxo contínuo de produção de acordo com os seus objetivos. Fonte: dados da pesquisa. Com base no peso de produção esperado e no peso médio do indivíduo será calculada a quantidade de peixes adultos esperada e, a partir desta quantidade, será aplicada a taxa de mortalidade média de forma reversa para chegar à quantidade de alevinos que deverá ser utilizada no povoamento. Para o cálculo das datas de povoamento de cada tanque, leva-se em consideração a duração do ciclo, isto é, a periodicidade de pesca desejada. O resultado de uma simulação de escalonamento pode ser observada na Figura 4. Esta simulação utilizou dados fictícios para um ciclo produtivo de 3 meses com periodicidade de produção mensal. Para o cálculo das datas consideramos um mês composto por 4 semanas, de modo que as ações de povoamento e despesca sempre ocorram no mesmo dia da semana definido pelo produtor. Observa-se ainda que a funcionalidade de escalonamento não possui ligação com as funcionalidades de fluxo de manejo, deixando o produtor livre para realizar diversas simulações de planejamento sem interferir nos dados de sua produção. Figura 4 - Tela do PisciculTec em que o usuário visualizada o resultado do escalonamento da produção. Fonte: dados da pesquisa. O ciclo de manejo da produção é realizado de forma individual em cada tanque. Este ciclo inicia com o registro dos parâmetros físicos e químicos de qualidade da água (REQ05), tendo opções para registrar a temperatura, o pH, o nível de oxigênio, amônia, nitrito, nitrato, alcalinidade e dureza da água. Após o registro da primeira aferição dos parâmetros de qualidade da água no tanque, fica disponibilizada a opção de registrar o povoamento do tanque (REQ06), informando a data do povoamento, a quantidade de alevinos inseridos e o peso total. Com o povoamento devidamente registrado, o usuário tem disponibilizado a possibilidade de registrar a biometria dos peixes do tanque (REQ07), informando a quantidade da amostra utilizada e o peso total dessa amostra. Também é possível visualizar quantidade ideal de ração que deve ser ministrada em cada tanque (REQ08), como exibido na Figura 5. Figura 5 - Tela dos PisciculTec em que o usuário visualiza a quantidade de ração que deve ser ministrada em cada tanque. Fonte: dados da pesquisa. Por fim, o usuário também tem ao seu dispor gráficos com as informações de todos os parâmetros físicos e químicos da água (REQ09), conforme ilustrado na Figura 6. Além de poder acompanhar o crescimento dos peixes também de forma gráfica (REQ10). Figura 6 - Tela do Piscicultec em que o usuário visualiza a variação do pH da água auferida ao longo do tempo em um tanque de produção. Fonte: dados da pesquisa. CONCLUSÕES O presente trabalho apresentou o software PisciculTec que auxilia o planejamento e monitoramento de pisciculturas. Procurando focar na intuitividade e clareza das informações expostas, o sistema proposto oferece soluções para: (i) calcular o número de tanques necessários para produção; (ii) calcular a quantidade de peixes que deve ser utilizada para povoar cada tanque; (iii) calcular a quantidade de ração que deve ser ministrada em cada tanque; (iv) visualização dos dados de crescimento dos peixes ao longo do tempo; (v) visualização das variações de parâmetro de qualidade da água ao longo do tempo; e outros. O PisciculTec está disponível de forma gratuita - e com o código aberto - a todos os piscicultores interessados. Espera-se, dessa forma, contribuir para o aumento da produtividade dos pequenos e médios produtores, sobretudo da região nordeste que, em sua maioria, não possuem recursos para investir em soluções tecnológicas e acabam por utilizar planilhas pouco intuitivas ou até lápis e papel para o simples registro de dados. Como trabalhos futuros, pretendemos introduzir inteligência artificial no PisciculTec, visando um feedback mais completo para os produtores sobre o andamento e condições de suas criações. Também pretende-se realizar testes de usabilidade com os produtores locais, com o intuito de captar informações para possíveis melhoras no software. REFERÊNCIAS KUBITZA, F. Manejo na produção de peixes. Revista Panorama da Aquicultura, Rio de Janeiro. v. 18, n. 110, Novembro / Dezembro, 2009, p. 14-27. Disponível em: <http://www.acquaimagem.com.br/docs/Pan111_Kubitza.pdf>. Acesso em: 9 jul. 2019. TAVARES-DIAS, M (org.). Manejo e sanidade de peixes em cultivo. Macapá: Embrapa Amapá, 2009. Disponível em: <http://pisceotec.com.br/arquivos/livro_manejo-peixes-cultivo.pdf>. Acesso em: 9 jul. 2019. SCHULTER, E. P.; VIEIRA FILHO, J. E. R. Evolução da piscicultura no Brasil: Diagnóstico e desenvolvimento da cadeia produtiva de tilápia. Texto para Discussão. Brasília: Rio de Janeiro: Ipea , 1990-. ISSN 1415-4765. No. 2328. Disponível em: <http://repositorio.ipea.gov.br/bitstream/11058/8043/1/td_2328.pdf>. Acesso em: 9 jul. 2019. SOARES, Michel dos Santos. Metodologias Ágeis Extreme Programming e Scrum para o Desenvolvimento de Software. Revista Eletrônica de Sistemas de Informação, [S.l.], v. 3, n. 1, june 2004. ISSN 1677-3071. Disponível em: <http://www.periodicosibepes.org.br/index.php/reinfo/article/view/146/38>. Acesso em: 09 jul. 2019. doi:https://doi.org/10.21529/RESI.2004.0301006. VIDAL, M. F. Panorama da piscicultura no nordeste. Caderno Setorial Escritório Técnico de Estudos Econômicos do Nordeste - ETENE, ano 1, n. 3, novembro, 2016. Disponível em: <https://www.bnb.gov.br/documents/80223/1218176/4_piscicultura.pdf/a281f37f-5929-ede0- 8edc-041cc2f46742>. Acesso em: 9 jul. 2019.
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