La creciente escasez de tierras y agua ha impulsado el desarrollo de la agricultura de precisión, que utiliza tecnología de teledetección para monitorear datos ambientales del aire y el suelo en tiempo real y así optimizar el rendimiento de los cultivos. Maximizar la sostenibilidad de estas tecnologías es fundamental para gestionar adecuadamente el medio ambiente y reducir costos.
En un estudio publicado recientemente en la revista Advanced Sustainable Systems, investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado una tecnología inalámbrica para la detección de la humedad del suelo que es en gran medida biodegradable. Este trabajo representa un hito importante para superar los obstáculos técnicos que aún persisten en la agricultura de precisión, como la eliminación segura de los equipos de sensores usados.
A medida que la población mundial sigue creciendo, optimizar los rendimientos agrícolas y minimizar el uso de la tierra y el agua se vuelve fundamental. La agricultura de precisión busca abordar estas necesidades contrapuestas mediante el uso de redes de sensores para recopilar información ambiental, de modo que los recursos se puedan asignar adecuadamente a las tierras de cultivo cuando y donde se necesiten.
Los drones y satélites pueden recopilar gran cantidad de información, pero no son ideales para determinar la humedad del suelo ni sus niveles. Para una recopilación de datos óptima, se deben instalar dispositivos de medición de humedad en el suelo con alta densidad. Si el sensor no es biodegradable, debe recogerse al final de su vida útil, lo que puede resultar laborioso y poco práctico. El objetivo de este trabajo es lograr la funcionalidad electrónica y la biodegradabilidad en una misma tecnología.
“Nuestro sistema incluye múltiples sensores, una fuente de alimentación inalámbrica y una cámara termográfica para recopilar y transmitir datos de detección y ubicación”, explica Takaaki Kasuga, autor principal del estudio. “Los componentes del suelo son en su mayoría respetuosos con el medio ambiente y consisten en nanopapel, un sustrato, una capa protectora de cera natural, un calentador de carbono y un cable conductor de estaño”.
Esta tecnología se basa en el hecho de que la eficiencia de la transferencia inalámbrica de energía al sensor depende de la temperatura del calentador del sensor y de la humedad del suelo circundante. Por ejemplo, al optimizar la posición y el ángulo del sensor en suelo liso, un aumento de la humedad del suelo del 5 % al 30 % reduce la eficiencia de transmisión de aproximadamente el 46 % al 3 %. La cámara termográfica captura imágenes de la zona para recopilar simultáneamente datos de humedad del suelo y de la ubicación del sensor. Al final de la temporada de cosecha, los sensores se pueden enterrar en el suelo para que se biodegraden.
“Logramos obtener imágenes de áreas con humedad insuficiente en el suelo utilizando 12 sensores en un campo de demostración de 0,4 x 0,6 metros”, dijo Kasuga. “Como resultado, nuestro sistema puede manejar la alta densidad de sensores necesaria para la agricultura de precisión”.
Este trabajo tiene el potencial de optimizar la agricultura de precisión en un mundo con recursos cada vez más limitados. Maximizar la eficacia de la tecnología desarrollada por los investigadores en condiciones no ideales, como la mala ubicación de los sensores y los ángulos de pendiente en suelos gruesos, y quizás otros indicadores del entorno del suelo más allá de los niveles de humedad, podría propiciar la adopción generalizada de esta tecnología por parte de la comunidad agrícola mundial.
Fecha de publicación: 30 de abril de 2024