Un dron para construir mapas de variables ambientales de los invernaderos

Investigadores de la UPM emplean un robot aereo para construir mapas de las variables ambientales de un invernadero y asegurar que las condiciones para el crecimiento de las plantas son idoneas.

Un estudio realizado por investigadores del Grupo de Robotica y Cibernetica (RobCib) delCentro de Automatica y Robotica (CAR) —un centro mixto de la Universidad Politecnica de Madrid (UPM) y del Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC)— ha utilizado un dron para medir la temperatura, humedad, iluminacion y concentracion de dioxido de carbono de un invernadero. La capacidad del robot aereo para desplazarse en las tres dimensiones y colocar los sensores en cualquier punto supone una ventaja sobre otras alternativas como las redes de sensores. Asi, la utilizacion de esta tecnologia puede ayudar a mejorar los sistemas de control del clima y la monitorizacion de los cultivos.

Invernadero en el que fueron realizados los experimentos. / UPM.

La agricultura en invernadero es un terreno propicio para aplicar las nuevas tecnologias. A dia de hoy, muchos invernaderos poseen sistemas avanzados para controlar el clima o suministrar agua o nutrientes a las plantas. Los principales objetivos de la agricultura bajo plasticos son el control del clima, tanto a nivel global como a nivel local, y la monitorizacion de los cultivos. Por tanto, hay una necesidad de medir ciertas variables ambientales del invernadero de forma continua y precisa.

En el trabajo realizado se ha empleado un robot aereo impulsado por cuatro helices que se denomina cuadricoptero (quadcopter) o cuadrirrotor (quadrotor). El uso de estos robots aereos se esta extendiendo por su tamaño reducido (su envergadura puede variar desde unos decimetros hasta uno o dos metros), su bajo coste (algunos estan disponibles por unos pocos cientos de euros), su capacidad de maniobra y la gran cantidad de equipos que pueden transportar (por ejemplo, camaras o sensores).

El quadrotor ha sido equipado con sensores de temperatura, humedad, iluminacion y concentracion de dioxido de carbono, asi como un controlador para recoger sus medidas y enviar los valores a traves de una red inalambrica. Los investigadores han realizado un completo analisis de mecanica de fluidos computacional, que ha determinado la posicion optima para estos sensores y demostrado que los flujos de las helices no producen interferencias en sus medidas. El quadrotor puede seguir de forma autonoma recorridos programados por el invernadero o desplazarse libremente en busca de anomalias en sus mediciones.

Finalmente, todos los sistemas han sido probados en un experimento en un invernadero situado en el mar de plasticos de Almeria. El robot ha realizado vuelos que recorren el invernadero completo en alrededor de veinte minutos y ha generado mapas de temperatura, humedad, iluminacion y concentracion de dioxido de carbono. Estos mapas se pueden utilizar, entre otras cosas, para asegurar que las condiciones ambientales son idoneas para el crecimiento de las plantas o para detectar fugas de temperatura y humedad debidas a defectos en las cubiertas.

Mapas de temperatura, humedad, luminosidad y dioxido de carbono generados en el invernadero.

Este trabajo ha sido publicado en la revista Sensors y abre la puerta para utilizar drones en invernaderos para llevar a cabo diferentes tareas. En estos momentos, estos proyectos de investigacion desarrollados en universidades como la UPM estan empezando a convertirse en sistemas comercializados por varias empresas. No puede descartarse que en un futuro proximo los drones sirvan para llenar nuestras despensas.

Referencias:

ROLDAN, JUAN JESUS; JOOSSEN, GUILLAUME; SANZ, DAVID; DEL CERRO, JAIME; BARRIENTOS, ANTONIO. “Mini-UAV Based Sensory System for Measuring Environmental Variables in Greenhouses”. Sensors 15 (2): 3334-3350. DOI: 10.3390/s150203334. Feb. 2015.

universidadagricola.com

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