La escasez cada vez mayor de recursos terrestres y hídricos 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 optimizar el rendimiento de los cultivos. Maximizar la sostenibilidad de estas tecnologías es fundamental para gestionar adecuadamente el medio ambiente y reducir costos.
Ahora, en un estudio publicado recientemente en la revista Advanced Sustainable Systems, investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado una tecnología inalámbrica de detección de la humedad del suelo, en gran parte biodegradable. Este trabajo representa un hito importante para abordar los obstáculos técnicos que aún persisten en la agricultura de precisión, como la eliminación segura de los sensores usados.
A medida que la población mundial sigue creciendo, es fundamental optimizar la producción agrícola y minimizar el uso de tierra y agua. La agricultura de precisión busca abordar estas necesidades contradictorias mediante el uso de redes de sensores para recopilar información ambiental, de modo que los recursos se asignen adecuadamente a las tierras agrícolas cuando y donde se necesiten.
Los drones y los satélites pueden recopilar una gran cantidad de información, pero no son ideales para determinar la humedad del suelo ni sus niveles. Para una recopilación óptima de datos, se deben instalar medidores de humedad en el suelo con una alta densidad. Si el sensor no es biodegradable, debe recolectarse al final de su vida útil, lo cual puede ser laborioso y poco práctico. El objetivo del presente trabajo es lograr funcionalidad electrónica y biodegradabilidad en una sola 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 ecológicos y consisten en nanopapel, sustrato, una capa protectora de cera natural, un calentador de carbono y un cable conductor de estaño”.
La tecnología se basa en que la eficiencia de la transferencia inalámbrica de energía al sensor se corresponde con la temperatura del calentador del sensor y la humedad del suelo circundante. Por ejemplo, al optimizar la posición y el ángulo del sensor en suelo liso, aumentar la humedad del suelo del 5 % al 30 % reduce la eficiencia de transmisión del 46 % al 3 %. La cámara termográfica captura imágenes del área para recopilar simultáneamente datos de humedad del suelo y ubicación del sensor. Al final de la temporada de cosecha, los sensores pueden enterrarse en el suelo para su biodegradación.
“Obtuvimos imágenes exitosas de áreas con humedad insuficiente del suelo usando 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 de los investigadores en condiciones no ideales, como la ubicación deficiente de los sensores y los ángulos de pendiente en suelos gruesos, y quizás otros indicadores del entorno edáfico más allá de los niveles de humedad, podría llevar a un uso generalizado de la tecnología en la comunidad agrícola mundial.
Hora de publicación: 30 de abril de 2024