Los sensores inteligentes se utilizan en la agricultura de precisión para transmitir datos que ayuden a los agricultores a monitorear y optimizar los cultivos y mantenerse al día con los factores ambientales cambiantes.
Al colocar los sensores, los agricultores pueden comprender sus cultivos a microescala, mantener los recursos y reducir el impacto ambiental. La agricultura inteligente se remonta a la década de 1980 cuando el GPS se volvió accesible para uso civil. En ese momento, los agricultores pudieron mapear con precisión sus campos, así como monitorear y aplicar tratamientos de fertilizantes y malezas con precisión en las áreas que lo necesitaban.
Conectar un sensor y un dispositivo de seguimiento a una vaca le dará al granjero la capacidad de rastrear el nivel de actividad, la salud y otros comportamientos clave de la vaca. Un sensor inteligente ayudará con la identificación fácil de los animales, la detección de celos y el monitoreo de la salud para separar y tratar a las vacas enfermas, mientras localiza y rastrea el rebaño. Un sensor también ayudará con la detección temprana de mastitis para reducir el riesgo de pérdida de leche.
Debido a la escasez de mano de obra y la necesidad de alimentar a una población mundial en aumento, ahora los agricultores utilizan habitualmente robots agrícolas. Solo en los EE. UU., La producción de cultivos ha disminuido aproximadamente $ 3 mil millones al año debido a la escasez de mano de obra. Al mismo tiempo, se espera que la población mundial crezca a 2.300 millones de personas en los próximos 30 años.
La visión y el aprendizaje automático ahora permiten a los robots ver y entrenar usando su entorno y, debido a los menores costos de los sensores inteligentes, se están implementando más que nunca. Sin embargo, nos encontramos en las primeras etapas de una revolución de la robótica agrícola con la mayoría de los dispositivos inteligentes en las primeras fases de prueba y en el modo de I + D.
La nueva tecnología de detección inteligente permite a los agricultores monitorear de forma remota la población de plagas de sus campos en tiempo real y tomar medidas inmediatas para proteger sus cultivos, utilizando servicios en la nube en línea y un tablero.
Una trampa usa un señuelo de feromonas para atraer y capturar una plaga en particular. La información sobre la plaga se envía de forma inalámbrica a una estación base y al teléfono inteligente o computadora del agricultor. Luego, el agricultor puede ver una imagen satelital de su campo con recuentos de cuántas plagas se han capturado en cada trampa en particular, junto con detalles sobre las tendencias históricas y el uso de pesticidas.
Esto automatiza el proceso de revisión de las trampas para insectos y elimina las conjeturas para determinar dónde y cuánto pesticida usar en un campo, eliminando $ 20 mil millones de dólares en daños por plagas solo en los Estados Unidos.
Los sensores ópticos emplean luz para medir las propiedades del suelo, midiendo varias frecuencias de reflectancia de luz en espectros de luz infrarroja cercana, infrarroja media y polarizada. Estos sensores se pueden colocar en vehículos o drones, lo que permite recopilar y procesar datos de reflectancia del suelo y color de la planta. La arcilla, la materia orgánica y el contenido de humedad del suelo se pueden determinar mediante sensores ópticos.
Los sensores electroquímicos montados en trineos de diseño especial ayudan a recopilar, procesar y mapear datos químicos del suelo. Los sensores electroquímicos proporcionan la información necesaria para la agricultura de precisión: niveles de nutrientes del suelo y pH. Las muestras de suelo se envían a un laboratorio de análisis de suelos y se llevan a cabo una serie de procedimientos de laboratorio estándar. Ciertas medidas, especialmente la determinación del pH, se realizan utilizando un electrodo selectivo de iones. Estos electrodos detectan la actividad de iones específicos, como nitrato, potasio o hidrógeno.
Los sensores mecánicos se utilizan para evaluar la compactación del suelo en relación con el nivel variable de compactación. Estos sensores emplean un mecanismo que atraviesa el suelo y documenta la fuerza medida por galgas extensométricas o celdas de carga.
Cuando un sensor atraviesa el suelo, registra las fuerzas de resistencia resultantes del corte, rotura y desplazamiento del suelo. La resistencia mecánica del suelo se mide en una unidad de presión y representa la relación entre la fuerza requerida para penetrar el medio del suelo y el área frontal de la herramienta en contacto con el suelo.
Los sensores de humedad del suelo dieléctricos miden los niveles de humedad utilizando la constante dieléctrica, que es una propiedad eléctrica que cambia, dependiendo del contenido de humedad en el suelo. Los sensores de humedad se utilizan junto con las estaciones de pluviómetros en toda la granja. Esto permite la observación de las condiciones de humedad del suelo cuando los niveles de vegetación son bajos.
Las estaciones meteorológicas agrícolas son sensores autónomos que se encuentran en diferentes puntos a través de los campos de cultivo. Estas estaciones tienen una combinación de sensores que se aplican al cultivo y al clima locales. La información como la temperatura del aire, la temperatura del suelo a varias profundidades, la lluvia, la humedad de las hojas, la clorofila, la velocidad del viento, la temperatura del punto de rocío, la dirección del viento, la humedad relativa, la radiación solar y la presión atmosférica se determinan y registran a intervalos programados.
Estos datos se acumulan y transmiten de forma inalámbrica a un registrador de datos central a intervalos programados. Debido a que son portátiles y tienen un precio razonable, las estaciones meteorológicas son atractivas para granjas de todos los tamaños.
Podría haber una pérdida de tiempo y producción en caso de avería de un vehículo agrícola. Los agricultores ahora tienen la capacidad de recopilar y administrar información de forma remota desde su equipo de campo. La telemática de equipos permite que los dispositivos mecánicos, como los tractores, notifiquen a los mecánicos que es probable que ocurra una falla pronto. La mayoría de las empresas de equipos agrícolas están construyendo sistemas telemáticos.
Los sensores electrónicos montados en tractores y otros equipos de campo verifican las operaciones del equipo. Luego, los sistemas de comunicación por satélite y celular se utilizan para transmitir los datos inmediatamente a las computadoras o enviarlos por correo electrónico a las personas. El supervisor de campo puede recuperar la información en la computadora de su oficina o en su teléfono celular.
Los sensores de flujo de aire miden la permeabilidad del aire del suelo. Las mediciones se pueden realizar en ubicaciones singulares o dinámicamente sobre la marcha. La salida deseada es la presión requerida para empujar una cantidad predeterminada de aire al suelo a una profundidad prescrita. Varios tipos de propiedades del suelo, incluida la compactación, la estructura, el tipo de suelo y el nivel de humedad, producen una firma de identificación única. Los experimentos tienen el potencial de clasificar varios tipos de suelo, niveles de humedad y estructura / compactación del suelo.
El uso de sensores inteligentes, software e inteligencia artificial transformará la industria agrícola. Los sensores combinados y el hardware de fusión de sensores producirán los datos de plantas necesarios para aumentar la producción de cultivos y adoptar variedades de cultivos de alto rendimiento libres de enfermedades para mantenerse al día con la creciente demanda de alimentos.