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Cómo implementar un sistema de agricultura inteligente

Por Silge Electrónica

La población mundial va en aumento y una de las preocupaciones de quienes están comprometidos con la vida humana es su alimentación. Sabemos que por muchas razones como económicas, geopolíticas, climáticas e inclusive tecnológicas el alimento no llega a todos los que lo necesitan.

Conjuntamente con ese desafío, está el de conseguir que aumente la producción. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación -ONUAA más conocida como FAO- prevé que la población aumente en un 30% para el 2050. Lo que implica que habrá que producir un 70% más de alimentos.

Y para eso hay que organizar y prever de qué manera conseguirlo. 

Si bien la agricultura tradicional ha hecho grandes adelantos, no puede garantizar el rendimiento de los cultivos. Tampoco puede resolver y muchas veces ni detectar fácilmente los problemas de humedad, salinidad o sequía del suelo.  

Por esa razón, se hace necesario introducir la denominada agricultura inteligente.

De qué se trata y cómo se implementa es lo que vamos a analizar en este artículo.

De qué hablamos cuando hablamos de Smart Agriculture

La agricultura inteligente -Smart Agriculture o Smart Farming- es aquella que aplica Internet of Things (IoT) en la agricultura. 

Quien entiende de las problemáticas agrícolas sabe que existen muchos factores que afectan el crecimiento de las plantas. El agua, el dióxido de carbono, la luz, la temperatura, la humedad, la salinidad del suelo, los nutrientes, pH, entre otros, son determinantes, en proporciones adecuadas, para que un cultivo crezca sano y a su mejor nivel. Así como lo es la extinción de enfermedades y plagas. 

Todo esto ha sido y sigue siendo difícil de monitorear en la agricultura tradicional.

Concretamente la estrategia agrícola tradicional que se basa en el tiempo y el volumen, no tiene una respuesta precisa a los cambios ambientales y las necesidades de la planta.

Esta es la razón por la que se comenzó a aplicar la tecnología de la detección dando nacimiento a una agricultura basada en una estrategia de datos. Porque conocer todas las variables de manera precisa, prevé posibles problemas en el desarrollo de la planta y garantiza su óptima evolución. 

Sin embargo, este tipo de tecnología también tiene sus desventajas debido a la pérdida de tiempo, las pruebas necesarias en el lugar y la necesidad de mano de obra. 

Una posibilidad para solucionarlo puede ser un sistema de monitoreo de cables pero esto también tiene sus deficiencias. La causa de esto es la complicación en la instalación tanto del sensor como del cableado. 

Y otro tema no menor, es la variedad de sensores que existen lo que hace que haya problemas de compatibilidad y escalabilidad entre los de una empresa y otra.

Es por eso que se ha previsto un sistema de agricultura inteligente basado en LoRa.

Por qué es diferente de un sensado común

En primer lugar, porque LoRa es una tecnología de largo alcance sin ningún tipo de cableado. Una puerta de enlace LoRaWAN® que llega a cubrir hasta 15 km en áreas suburbanas y se puede conectar a cientos de sensores de diferentes características.

Y, en segundo lugar, porque es una respuesta ideal para que los agricultores tengan una solución de monitoreo que garantice:

- transmisión inalámbrica de datos.

- alertas en tiempo real.

- compatibilidad y escalabilidad.

- administración remota

- buena experiencia de usuario

¿Invertir en sensores o en una solución IOT para agricultura?

Existen otras tecnologías IoT para aplicar en la agricultura como NB-IoT. Si se la compara con Lora, esta última es mejor debido a sus particularidades:

-NB-IoT tiene una tarjeta SIM que se paga mensualmente por cada dispositivo. Dicha tarifa tiene un costo prohibitivo debido a los cientos de sensores que utiliza.

-LoRa posee una capa física que utiliza frecuencias que permiten su uso libre en cualquier parte del planeta.

-LoRa cuenta con dispositivos que funcionan a batería y por eso consumen muy poca energía. 

-el sensor LoRa no necesita una fuente de alimentación por cable ni el reemplazo o recarga de la batería.

Otra cuestión a tener en cuenta es que la agricultura inteligente no maneja grandes volúmenes de datos, pero sí una gran cobertura. Como ya se ha mencionado LoRa tiene un gran alcance con una puerta de enlace que cubre hasta 15 km en áreas suburbanas.

Entre los beneficios de esta tecnología se pueden mencionar:

-reducción de la mano de obra.

-aumento de la efectividad laboral.

-disminución del desperdicio de recursos.

-reducción de costos de operación.

-mejora de la producción.

 

La nueva solución para agricultura de Ursalink

Ursalink cuenta con un kit de inicio de monitoreo agrícola LoRaWAN®. 

Su finalidad va más allá de cualquier aplicación ya que busca:

-simplificar el proceso de monitoreo.

-lograr una estrategia agrícola inteligente que se base en datos.

-ayudar a los agricultores a poder ganar más dinero sin riesgos de pérdidas.

 

El Kit consta de:

  1. I/O LoRaWAN remoto
  2. Sensor de temperatura y humedad
  3. Sensor de conductividad eléctrica del suelo, temperatura y humedad
  4. Sensor de luz de LoRaWAN®.
  5. Puerta de enlace LoRaWAN® a la que se conectan cientos de sensores distribuidos en el campo a controlar. 
  6. Nube de Ursalink en donde se alojan los datos que llegan a través de la puerta de enlace.

Este sistema permite una configuración rápida y sencilla del monitoreo remoto con alertas en tiempo real que se puede consultar desde una computadora o un celular con la aplicación correspondiente.

Dentro de este kit se incluye una suscripción estándar gratuita a la nube de Ursalink durante un año.

Por qué es importante medir la conductividad eléctrica del suelo, su humedad y su temperatura

Medir estos parámetros es vital para conseguir cultivos óptimos. 

1.La humedad del suelo es fundamental para el desarrollo de una planta

Demasiada agua o la falta de ella va a afectar su crecimiento en diferentes aspectos, entre los que se pueden mencionar:

  1. En su morfología. Es a través de la recepción de agua que las plantas realizan fotosíntesis y acumulan materia seca. Si carecen de agua, tienen bajo crecimiento y rendimiento y reducen la posibilidad de realizar fotosíntesis a través de sus hojas. 

Si le interesa conocer las posibilidades de utilizar el agua con un sistema inteligente, le recomendamos que lea nuestro artículo: “Smart Water y la gestión inteligente del agua”.

  1. En el cambio de las hojas. Las hojas se mantienen verticales debido a la celulosa y la presión de turgencia en el tejido. Cuando la planta se marchita por falta de agua se debe a la disminución de dicha presión de turgencia.
  2. En el rendimiento. Esto se debe justamente a la falta de humedad del suelo y la absorción de agua por parte de las raíces de las plantas.
  3. En el crecimiento de raíz a brote. Se ha demostrado que aumenta la proporción de raíz a brote si la humedad del suelo es insuficiente. Por el contrario, si la humedad del suelo es excesiva, la proporción de raíz a brote disminuye.

Inclusive a través de estudios se ha demostrado que la falta de agua favorece la mejora del rendimiento y calidad. Por ejemplo, en el caso de sequía temprana permite mejorar la resistencia a la sequía en la planta en una etapa posterior. Por su parte, en la etapa de plántula la resistencia leve a la sequía puede mejorar el crecimiento del sistema de raíces y la resistencia a la sequía de la planta.

  1. En la fotosíntesis. Ya que se ha demostrado que en el momento en que el contenido de agua de los tejidos vegetales se encuentra cerca de la saturación, la fotosíntesis llega a su máxima expresión. En el caso de que el contenido de agua sea demasiado, las estomas se cierran y se inhibe la fotosíntesis.
  2. En la absorción y transporte de elementos minerales. Los minerales deben disolverse en el agua para que las plantas los absorban.

Por un lado, la salinidad se debe disolver en el agua para que las raíces de la planta puedan absorberla a través del flujo de agua. Esto es lo que se denomina absorción activa porque consume energía metabólica. 

  1. En la germinación de las semillas. La absorción de agua es la principal causa para que germinen las semillas. Porque solo después de que hayan absorbido suficiente agua, van a comenzar a producirse en ella efectos fisiológicos y bioquímicos relacionados con la germinación.
  2. La medición de la salinidad del suelo ayuda a que las plantas puedan absorber la humedad que necesitan

En los últimos años se ha registrado un aumento continuo de la salinidad del suelo lo que ha llevado a una acidificación y salinización secundaria. Es por eso que se debe medir el contenido de sal que se realiza a través de la medición de la conductividad eléctrica en el suelo. Esto permite pronosticar los niveles de contaminación.

Los peligros que produce la alta salinidad son:

  1. Sequía fisiológica. La sal no permite obtener agua del suelo a las plantas o inclusive puede provocarles extravasación del contenido de las células vegetales.

Ese estrés debido a la sal se ve a través de sequía en las plantas, hojas de color verde oscuro y cada vez más cortas.

  1. Toxicidad.  Cuando se acumulan sales de forma excesiva se reduce la absorción de nutrientes.
  2. Metabolismo destruido. Esto se produce por el llamado estrés salino, en el que las raíces no pueden absorber el agua suficiente, ni las nutrientes minerales. Esto les causa desnutrición, reduce su clorofila y la tasa de fotosíntesis, todo esto afecta el rendimiento del cultivo.
  3. Influencia en la estructura de la membrana celular. El estrés salino afecta los lípidos y proteínas de la membrana celular. De este modo se ve dañado el funcionamiento celular normal.
  4. Inhibición de la síntesis de proteínas. Cuando aumenta la salinidad del suelo es común que se cree un desequilibrio de nutrientes que disminuyen el crecimiento y el rendimiento de las plantas. Ya que la sal causa un efecto negativo en el metabolismo de las proteínas para concurrir finalmente a la inhibición de la síntesis de dichas proteínas.

Se ha demostrado que la conductividad eléctrica del suelo es un parámetro fundamental para una agricultura de precisión. Ya que de acuerdo al contenido de sal y su composición se puede clasificar el suelo salino. Y esto permite lograr un riego, drenaje y siembra razonables.

Productos recomendados para agricultura inteligente

En Silge recomendamos el sensor EM500-SMT-MEC 20 de Ursalink

Se trata de un sensor que mide el volumen de humedad cumpliendo con los estándares internacionales existentes de medición de humedad del suelo.

Pero además de este uso, se lo puede utilizar en cultivo de plantas, pastizales, riego inteligente, experimentos científicos, agricultura de precisión, invernaderos, entre otros usos.

Este sensor conocido como “3 en 1” puede medir:

-la temperatura

-la humedad del suelo

-la conductividad eléctrica del suelo.

Se puede usar además para medir la conductividad del agua combinada con fertilizantes.

En cuanto a su estructura tiene un diseño sellado y resistente a la corrosión. El electrodo está cubierto de material de aleación que no permite que se dañe ni se rompa fácilmente.

La sonda se puede enterrar directamente en el suelo o colocar dentro del agua, permitiendo mediciones dinámicas a largo plazo.

 

Si usted quiere conocer más sobre sensores para agricultura inteligente o sobre los demás productos de Ursalink, le recomendamos que se dirija a nuestro artículo “Nueva línea de productos Ursalink”.

 

Si desea asesoramiento o desea realizar un pedido no dude en contactarnos telefónicamente al (011) 4760-9575 ó 4730-1001. O si lo prefiere a través de nuestro formulario de contacto o por nuestro chat, donde uno de nuestros asesores lo atenderá.

Etiquetas: IOT, Automatización

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