How to improve the efficiency of a company by implementing Agriculture 4.0

Abstract

This thesis explores how Agriculture 4.0 technologies can improve efficiency and sustainability in Estufaçor, Exploração e Investigação do Ananás, Lda., one of the leading producers of Ananás dos Açores—a PDO-certified pineapple cultivated in traditional greenhouses on São Miguel Island, Azores. Despite its historical and cultural significance, the sector faces declining production due to labor shortages, high operational costs, and increasing land pressure from tourism. Estufaçor exemplifies both the resilience and the challenges of this industry, as it still relies heavily on manual processes with limited technological integration. Through a qualitative research approach that combines semi-structured interviews, case studies, and sectoral analysis, this study identifies key inefficiencies and standard best practices from international leaders in greenhouse farming, such as BrightFarms and the Almería greenhouses. Tools, including Porter’s Five Forces, and maturity matrices, were applied to assess Estufaçor’s current positioning and technological readiness. Findings reveal significant potential for improvement through the adoption of Agriculture 4.0 solutions. Recommended technologies include a Central Management Unit for integrated monitoring, wireless climate control sensors, automated irrigation and fertigation systems, and shading nets to replace labor-intensive lime applications. A phased implementation plan is proposed, balancing short, medium, and long-term actions. The study concludes that strategic technological adoption can reduce dependence on scarce labor, lower costs, improve product consistency, and enhance sustainability, without compromising traditional greenhouse structures required by PDO regulations. Ultimately, Agriculture 4.0 presents a viable path to securing the long-term competitiveness and cultural preservation of the Ananás dos Açores sector.

O projeto-tese analisa como as tecnologias de Agricultura 4.0 podem melhorar a eficiência e a sustentabilidade da Estufaçor, Exploração e Investigação do Ananás, Lda., um dos principais produtores do Ananás dos Açores, cultivado em estufas tradicionais na Ilha de São Miguel. Apesar da sua relevância histórica e cultural, o setor enfrenta declínio devido à escassez de mão de obra, custos operacionais elevados e pressão turística sobre os terrenos agrícolas. A Estufaçor exemplifica estas limitações, mantendo forte dependência de processos manuais e reduzida integração tecnológica. A investigação, de caráter qualitativo, recorreu a entrevistas semiestruturadas, estudos de caso e análises setoriais para identificar ineficiências e boas práticas, como as da Almería e BrightFarms. Foram utilizadas ferramentas como as Cinco Forças de Porter e matrizes de maturidade para avaliar o posicionamento da empresa e o seu grau de preparação tecnológica. Os resultados evidenciam elevado potencial de melhoria através da adoção de soluções 4.0. Recomenda-se a implementação de uma Unidade Central de Gestão, sensores climáticos sem fios, sistemas de irrigação e fertirrigação automatizados e redes de sombreamento como alternativa à aplicação manual de cal. Propõe-se um plano de implementação faseado, com ações de curto, médio e longo prazo. Conclui-se que a modernização tecnológica pode reduzir a dependência de mão de obra, otimizar custos, melhorar a consistência do produto e reforçar a sustentabilidade, preservando as estufas tradicionais exigidas pelo regulamento DOP. A Agricultura 4.0 revela-se essencial para garantir competitividade futura e valorização cultural do Ananás dos Açores.