El uso de sensores contribuye a incrementar rendimientos de manera sustentable y rentable

La necesidad de incrementar rendimientos con el minimo impacto ambiental en los procesos de produccion agricola y reduccion de costos ha encontrado en los sistemas de sensores el aliado perfecto. El uso de sensores contribuye a explotar los recursos disponibles de manera adecuada asi como de aplicar agroquimicos potencialmente dañinos con moderacion.

Cuando se tiene informacion sobre nutrientes del suelo, humedad, radiacion solar, densidad de malezas y una amplia serie de factores y datos que afectan a la produccion, esta situacion mejora en general y es posible reducir el uso de fertilizantes, herbicidas y otros agroquimicos. Ademas, dicho conocimiento permite monitorear parametros fotosinteticos altamente relevantes para la sintesis.

La mayoria de estas actividades entran en el campo de Horticultura de Precision, un apartado de la agricultura de precision que esta tomando auge en las principales regiones productoras de cultivos de alto valor.

Productores, investigadores y fabricantes de agroinsumos y equipos colaboran en importantes iniciativas para encontrar las soluciones mas eficientes a diferentes problemas, asi como para mejorar procesos actuales de produccion. El crecimiento exponencial de las capacidades y tecnologias de los sensores contribuye a aplicar de manera practica estos dispositivos para alcanzar las metas de produccion. A continuacion veremos algunas de estas tecnologias de precision.

Sensores de imagen

Los sensores basados en imagenes son una herramienta poderosa para diferentes propositos, incluyendo variabilidad climatica analisis temporal de zonas en campos de cultivo al proporcionar un valor agregado a la produccion de cultivos. Este tipo de sensores tambien pueden ser utilizados para analizar y cuantificar danos en el cultivo. El analisis de la cobertura del suelo por residuos es posible y conveniente para controlar fertilizaciones futuras. Las tecnicas de segmentacion de cultivos y malezas basadas en imagenes constituyen un area de especial interes en agricultura de precision. La combinacion de laser y camaras permite controlar la calidad de frutos almacenados en bodegas.

Los sensores de imagen tambien se utilizan en huertos de arboles frutales. La modelizacion tridimensional de brotes es utilizada en ciertos cultivos como el te, y las tecnicas de imagen hiperespectral y fluorescencia clorofilica permiten analizar la integridad de espigas de trigo infectadas con alguna enfermedad. Las tecnologias de sensores basados en imagenes combinadas con las celulas fotoconductoras se emplean para estudiar microesferas fluorescentes flotantes como rastreadores de particulas en caudales de aguas turbias para diversas aplicaciones agricolas.

Redes de sensores

Las redes de sensores permiten colectar diferentes tipos de informacion in situ lo cual puede ser utilizado para controlar la produccion de un cultivo o para monitorear ecosistemas mediante el analisis de diferentes variables tales como luz, temperatura, humedad o incidentes climatologicos, entre otros. Esta informacion puede ser adquirida por los sensores instalados en diferentes regiones o zonas y procesados remotamente por Internet.

Las redes de sensores combinadas con dispositivos basados en imagenes permiten el monitoreo de plagas y enfermedades en viñedos. El analisis de la calidad de la biomasa tambien es posible con estas redes.

En agricultura de precision se utilizan plataformas de redes dedicadas y especificas.

Sensores especificos para humedad del suelo tienen un interes particular en agricultura.

Vehiculos Aereos No Tripulados (VANT)

Tambien conocidos como drones y equipados con diferentes sensores y en colaboracion con sensores del suelo se han convertido en una poderosa herramienta para monitorear los cultivos bajo una red inalambrica de sensores.

Sensores LIDAR

Se utilizan para obtener mediciones dinamicas para estimar la relacion fruto/hoja en arboles frutales. Al combinarlos con GPS pueden aplicarse para generar mapas tridimensionales en viñedos. Se utilizan datos laser e hiperespectrales para clasificacion de arboles, asi como modelizacion tridimensional de matas de tomateras la cual se obtiene a partir de escaneres LIDAR portatiles de alta resolucion.

Agrorrobotica

Los sistemas roboticos agricolas estan siendo continuamente desarrollados y el diseño de configuraciones de sensores eficientes para clasificacion de actividades, comunicacion y control es muy relevante. La comunicacion puede establecerse entre diferentes vehiculos o entre sensores montados sobre una unidad movil aerea o terrestre.

Una aplicacion interesante es la de tractores autonomos o guiados por control remoto. Es posible utilizar GPS para el posicionamiento del tractor en el campo, al colocar el receptor al frente del vehiculo.

Los sensores basados en realidad aumentada son practicos desde el punto de vista de la autonomia.

Otros dispositivos relevantes

* Espectroscopia de Infrarrojos por Transformada de Raman y Fourier ha sido utilizada para evaluar diferencias estructurales de celulosas de varios origenes.

* Sensores basados en nivel de agua blanda para caracterizar el desempeño hidrologico en agua agricola han sido utilizados con resultados prometedores.

* Sondas de capacitancia son adecuadas para la medicion de la humedad del suelo en zonas tropicales.

* Metodologias para regulacion de aspersores de barra han sido aplicadas con exito, garantizando que la dosis de producto aplicado por unidad de superficie sea homogenea a traves del campo. .

* Los reflectometros pueden determinar el contenido de humedad en frutos de palma aceitera.

* Sensores ultrasonicos se utilizan para analizar las copas de los manzanos.

* Sensores optoelectricos para deteccion de malezas en cultivos de hilera ancha han sido analizados en funcion de su precision y viabilidad.

* Sensores basados en pH del suelo permiten mediciones de variables en el suelo orientados hacia la productividad del cultivo.

* Sensores de covarianza de Eddy se dedican a cuantificar el metabolismo del carbono en turberas y tambien en jalisco regional y global de observaciones desde torres micrometeorologicas.

* Actuadores inalambricos autonomos accionados por energia solar han sido diseñados para su uso en sistemas de irrigacion en agricultura.

* Sensores opticos basados en fluorescencia para determinacion de constituyentes de plantas han sido usados para monitorear la maduracion de uvas al evaluar especificamente la acumulacion de antocianinas.

* Termopares infrarrojos: La medicion de la temperatura en campos de cultivo es una tecnica importante para el monitoreo del estado fisiologico de los cultivos. Los termopares infrarrojos son dispositivos adecuados debido a su parida respuesta y a su tecnica de medicion no destructiva.

* Sensores acusticos son importantes para la clasificacion de semillas, al analizar el espectro de absorcion de sonido.

* Sensor inteligente basado en FPGA para monitoreo de la transpiracion de la planta en tiempo real.

Segun lo anterior, la tecnologia para medir diferentes parametros en cultivos esta disponible, pero lo mas importante es contar con un sistema inteligente que procese y analice los datos recopilados, permitiendo una pauta de toma de decisiones rapida y eficiente.

 

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