Los sensores de suelo son una solución que ha demostrado su valía a pequeña escala y que podría llegar a ser de gran valor para fines agrícolas.
¿Qué son los sensores de suelo?
Los sensores monitorizan las condiciones del suelo, lo que permite recopilar y analizar datos en tiempo real. Estos sensores pueden rastrear prácticamente cualquier característica del suelo, como el ADN de los microorganismos que lo habitan, para favorecer un microbioma del suelo más saludable, un mayor rendimiento y un menor consumo de recursos.
Los distintos tipos de sensores en la agricultura utilizan diversos métodos, como señales eléctricas y la medición de la reflexión de las ondas de luz, para determinar las características esenciales del terreno 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 ambiental, la radiación fotosintética y el equilibrio de nutrientes.—principalmente el nitrógeno, el fósforo y el potasio (NPK), nutrientes vitales.
Además de sus beneficios para la gestión de cultivos, como una mejor calidad del grano y una menor lixiviación de nutrientes, los sensores de suelo pueden aportar información para realizar pronósticos sobre los recursos hídricos, la estabilidad del terreno y el cambio climático.
Otros casos de uso incluyen la programación del riego, las evaluaciones de cuencas hidrográficas, la elaboración de perfiles de ecología microbiana y la prevención de enfermedades de las plantas.
Beneficios del uso de sensores de suelo
El seguimiento del estado del suelo ofrece numerosos beneficios para agricultores y jardineros, como un mayor rendimiento de los cultivos y una mejor utilización de los recursos. La integración de IoT, servicios en la nube e inteligencia artificial permite a los productores tomar decisiones basadas en datos.
Los sensores optimizan el uso de fertilizantes, mantienen las plantas sanas, maximizan los recursos y minimizan la escorrentía y la emisión de gases contaminantes. El monitoreo constante también previene problemas como brotes de patógenos o compactación del suelo.
El monitoreo de las condiciones del suelo mediante sensores de suelo también puede optimizar el uso de fertilizantes y agua.'Se estima que aproximadamente el 30 % del fertilizante de nitrato aplicado en EE. UU. se lixivia y contamina las fuentes de agua. Incluso los sistemas de riego más eficientes pueden llegar a 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 efectiva podría tener un gran impacto.
Instalación y calibración de sensores de suelo
Cada sensor tendrá su propia guía de instalación, pero la instalación normalmente requiere cavar un hoyo o zanja dentro de una hilera de cultivo y colocar los sensores a diferentes profundidades, incluso cerca de las raíces de las plantas.
En áreas extensas, las mejores prácticas recomiendan ubicar los sensores en sitios representativos del resto del terreno o del tipo de suelo a gestionar, cerca de los emisores de agua y en contacto directo con el suelo (es decir, sin bolsas de aire). Los sitios donde se ubican los sensores también deben estar señalizados o marcados en la superficie para evitar daños accidentales.
Además de una instalación adecuada, 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 pueden requerir una calibración individual.
Solución de problemas
Las fallas en los equipos pueden deberse a problemas eléctricos, interferencias de la fauna silvestre o conexiones incorrectas del cableado. Cualquier fuga de aire en un tensiómetro lo vuelve poco fiable. Asegurarse de la profundidad de instalación correcta y los métodos de impermeabilización adecuados puede ayudar a evitar problemas futuros.
Las técnicas comunes para solucionar problemas incluyen:
Comprobación de la fuente de alimentación y los circuitos.
Limpieza de los sensores sin utilizar productos químicos.
Realizar un mantenimiento regular para reemplazar las piezas dañadas según las indicaciones del fabricante.'guía de reparación
Monitoreo de la salud del suelo
Los sensores de suelo ofrecen una estrategia más precisa y eficiente para evaluar la salud del suelo. Las evaluaciones convencionales del suelo 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, tardando una o dos horas por cada 50 acres. Los sensores muestran todo lo necesario para una gestión eficiente de los cultivos, incluyendo el contenido de agua, la tensión del agua y la presencia de materia orgánica.—un excelente indicador de la salud general del suelo—sin necesidad de extraer 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 suelo más eficaz debido a su escalabilidad, eficiencia y utilidad. La combinación de sensores de suelo con otras tecnologías agrícolas emergentes, como el mapeo de suelos mediante IA, la imagen aérea, 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 aún se necesita avanzar.
Para su adopción global, los sensores de suelo deben ser más rentables e interoperables. Existen muchos tipos de sensores, lo que genera una falta de estandarización y compatibilidad.
Muchas tecnologías existentes dependen de sensores propietarios, lo que puede dificultar la personalización. Los avances en la tecnología de sensores, como los desarrollados por la Universidad de California en Berkeley, simplifican la integración para proporcionar monitorización de datos en tiempo real y fomentar la toma de decisiones ágil en diversos sectores 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.'Se logró un aumento promedio del 20% en los ingresos netos al incrementar la eficiencia del riego en campos de prueba donde se cultivaban cacahuetes, soja o algodón.
Campos deportivos más sostenibles
Los recintos 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 recintos deportivos que utilizan sensores de suelo para mantener superficies de juego exuberantes a la vez que optimizan el uso del agua y la energía, según el fabricante de sensores de suelo Soil Scout.
Tendencias futuras en la tecnología de sensores de suelo
Entre las tendencias emergentes se encuentra la nanotecnología, con nanopartículas a base de oro o plata que aumentan la sensibilidad de los sensores para detectar contaminantes del suelo como los metales pesados.
Los sensores recubiertos con nanocompuestos podrían monitorizar las características del suelo y liberar nutrientes, como oxígeno, en respuesta a las fluctuaciones en su calidad. Otros calculan bioindicadores, como el número de lombrices o la diversidad de microorganismos, mediante análisis de ADN, para mejorar el microbioma del suelo.
Fecha de publicación: 9 de abril de 2024