Los sensores de suelo son una solución que ha demostrado su eficacia en escalas más pequeñas y podrían resultar invaluables para fines agrícolas.
¿Qué son los sensores de suelo?
Los sensores rastrean las condiciones del suelo, lo que permite la recopilación y el análisis de datos en tiempo real. Los sensores pueden rastrear prácticamente cualquier característica del suelo, como el ADN de los microorganismos residentes, para mejorar el equilibrio y lograr un microbioma más saludable, un mayor rendimiento y un menor uso de recursos.
Los distintos tipos de sensores en la agricultura utilizan métodos diversos, como señales eléctricas y medición del reflejo de ondas de luz, para determinar las características esenciales del campo que pueden transformar las operaciones agrícolas.
Tipos de sensores de suelo
Los sensores de suelo pueden medir características del suelo como el contenido de humedad, la temperatura, el pH, la salinidad, la humedad, la radiación fotosintética y el equilibrio de nutrientes.—principalmente el nitrógeno, fósforo y potasio (NPK), de carácter vital.
Además de sus beneficios en la gestión de cultivos, como una mejor calidad del grano y una menor lixiviación de nutrientes, los sensores de suelo pueden brindar información para realizar pronósticos sobre recursos hídricos, estabilidad de la tierra y cambio climático.
Otros casos de uso incluyen la programación de riego, evaluaciones de cuencas hidrográficas, perfiles de ecología microbiana y prevención de enfermedades de las plantas.
Beneficios del uso de sensores de suelo
El seguimiento del estado del suelo ofrece numerosos beneficios a agricultores y horticultores, como un mayor rendimiento de los cultivos y una mayor eficiencia de los recursos. La IoT, los servicios en la nube y la integración de IA permiten a los agricultores tomar decisiones basadas en datos.
Los sensores optimizan el uso de fertilizantes, mantienen las plantas sanas, optimizan los recursos y minimizan la escorrentía y la emisión de gases que dañan el medio ambiente. El monitoreo constante también previene problemas como la proliferación de patógenos o la compactación del suelo.
El monitoreo del estado del suelo mediante sensores también puede optimizar el uso de fertilizantes y agua.'Se estima que aproximadamente el 30% del fertilizante de nitrato aplicado en EE. UU. arrastra y contamina las fuentes de agua. Incluso los sistemas de riego más eficientes pueden desperdiciar hasta un 50% de agua, y la agricultura es responsable del 70% del consumo mundial de agua dulce. La capacidad de reponer la humedad del suelo de manera eficiente y eficaz podría tener un gran impacto.
Instalación y calibración de sensores de suelo
Cada sensor tendrá su propia guía de instalación, pero la instalación generalmente requiere cavar un agujero o zanja dentro de una hilera de cultivo y colocar los sensores a múltiples profundidades, incluso cerca de las raíces de las plantas.
En áreas extensas, las mejores prácticas indican la ubicación en sitios que reflejen el resto del campo o el tipo de suelo que se va a gestionar, cerca de emisores de agua y en contacto directo con el suelo (es decir, sin bolsas de aire). Los sitios de los sensores también deben estar señalizados o marcados en la superficie para evitar daños accidentales.
Además de una instalación correcta, la calibración del sensor es fundamental. Los sensores de suelo registran los datos de humedad del suelo como Contenido Volumétrico de Agua (CVA), y cada tipo de suelo tiene su propio CVA. Los sensores de humedad del suelo suelen tener diferentes sensibilidades y podrían requerir calibración individual.
Solución de problemas
Las fallas del equipo pueden ocurrir debido a problemas eléctricos, interferencias de fauna silvestre o cables mal conectados. Cualquier fuga de aire en un tensiómetro lo hará poco fiable. Garantizar la profundidad de instalación y los métodos de impermeabilización correctos puede ayudar a evitar problemas futuros.
Las técnicas comunes de solución de problemas incluyen:
Comprobación de la fuente de alimentación y los circuitos
Limpieza de los sensores sin utilizar productos químicos
Realizar mantenimiento periódico para sustituir piezas dañadas según el fabricante.'guía de reparación s
Monitoreo de la salud del suelo
Los sensores de suelo ofrecen una estrategia más precisa y optimizada para la evaluación de la salud del suelo. Las evaluaciones de suelo convencionales son el equivalente a una biopsia, que puede tardar semanas o meses, dependiendo de las propiedades del suelo.
Las mediciones con sensores son mucho más rápidas, con una o dos horas por cada 50 acres. Los sensores muestran todo lo necesario para una gestión eficiente del cultivo, incluyendo el contenido de agua, la tensión hídrica y la presencia de materia orgánica.—Un gran indicador de la salud general del suelo—sin necesidad de retirar físicamente muestras de suelo.
Integración con sistemas de gestión agrícola
Según un informe de StartUS Insights, los sensores de suelo son la tecnología de monitoreo de suelos más impactante gracias a su escalabilidad, eficiencia y utilidad. La combinación de sensores de suelo con otras tecnologías agrícolas en auge, como el mapeo de suelos con IA, la toma de imágenes aéreas, los robots automatizados de monitoreo de suelos, los rastreadores de emisiones, el análisis de suelos con realidad aumentada, la nanotecnología y la integración de blockchain, puede optimizar la gestión agrícola.
Desafíos y soluciones en la tecnología de sensores de suelo
Según un informe de la Universidad de Nebraska de 2020, solo el 12 % de las explotaciones agrícolas estadounidenses utilizan sensores de humedad del suelo para determinar los programas de riego. Los sensores de suelo se han vuelto más viables gracias a mejoras significativas en la accesibilidad, la facilidad de uso y las capacidades de procesamiento y visualización de datos, pero se necesita más progreso.
Los sensores de suelo deben ser más rentables e interoperables para su adopción global. La existencia de numerosos tipos de sensores genera una falta de estandarización y compatibilidad.
Muchas tecnologías existentes se basan en sensores propietarios, lo que puede dificultar la personalización. Los avances en tecnología de sensores, como los desarrollados por UC Berkeley, simplifican la incorporación para proporcionar monitoreo de datos en tiempo real y promover una toma de decisiones ágil en todos los campos y mercados.
Estudios de caso: Implementación exitosa de sensores de suelo
Los sensores de suelo ayudan a los agricultores a ahorrar agua y dinero
Un estudio de la Universidad de Clemson descubrió que los sensores de humedad del suelo pueden aumentar la productividad de los agricultores.'ingreso neto promedio en un 20% al aumentar la eficiencia del riego en campos probados que cultivaron maní, soja o algodón.
Campos deportivos más sostenibles
Los estadios deportivos también están adoptando sensores de suelo. El estadio de Wembley y el Citizens Bank Park (sede de los Philadelphia Phillies) se encuentran entre los que utilizan sensores de suelo para mantener superficies de juego exuberantes y maximizar el consumo de agua y energía, según Soil Scout, fabricante de sensores de suelo.
Tendencias futuras en la tecnología de sensores de suelo
Las tendencias emergentes incluyen la nanotecnología, con nanopartículas basadas en oro o plata que aumentan la sensibilidad del sensor para detectar contaminantes del suelo como metales pesados.
Los sensores recubiertos con nanocompuestos podrían rastrear las características del suelo y liberar nutrientes, como el oxígeno, en respuesta a las fluctuaciones en su calidad. Otros calculan bioindicadores, como el recuento de lombrices o la diversidad de microorganismos, mediante análisis de ADN para mejorar el microbioma del suelo.
Hora de publicación: 09-abr-2024