Un gran desafío para la industria agrícola es la baja rentabilidad y el atractivo de la industria. IoT está cambiando eso.
Suministro de alimentos sostenible
La profesión más antigua del mundo (o la segunda más antigua , depende de a quién le preguntes) está lista para un cambio de imagen con la tecnología de IoT.
La agricultura inteligente, una extensión de la agricultura de precisión, puede aumentar el rendimiento total hasta en un 5% y las ganancias totales hasta en un 20% .
En agricultura de precisión, se utilizan dispositivos de “Internet de las cosas”, posicionamiento global y nuevas tecnologías . Su trabajo es medir y responder.
Con esto, podríamos abordar los desafíos del futuro para mejorar la forma en que producimos y administramos los alimentos.
Estamos investigando:
El cultivo y la cosecha de cereales, hortalizas y frutas.
Ganado como ganado vacuno, ovino, porcino y pollos
Desafíos de la agricultura inteligente
Crecientes necesidades alimentarias
A medida que se prevé que aumente la población mundial, es probable que sigan las necesidades totales de alimentos . La estimación de crecimiento para la agricultura es del 70% para 2050 .
Los principales impulsores son el crecimiento de la población y el aumento de la ingesta media de calorías . El aumento del consumo medio de calorías se sitúa en el 10% (2010-2050).
Menos expertos
Un gran desafío para la industria agrícola en estos días es la baja rentabilidad y el atractivo de la industria. Esto provoca una disminución del número de expertos, de los que depende la agricultura tradicional.
Baja eficiencia
El cultivo de cereales y hortalizas adolece de ineficiencias en la agricultura. Una de las principales causas es la información y la previsibilidad. Esto conduce a una pérdida de producto, desperdicio en el riego, fertilización y control de plagas. Con menos expertos en el campo, los resultados se vuelven más dependientes de las habilidades. El impacto ambiental causado por el uso de consumibles y recursos a considerar y minimizar.
La cría de ganado tiene como objetivo obtener rendimientos en leche, lana, huevos y carne. Los desafíos específicos son la visión general de la salud del ganado. De lo contrario, la propagación de enfermedades y una menor fertilidad son posibles resultados. Además, la presión sobre el ganado debe minimizarse para obtener el mejor rendimiento y una baja mortalidad.
Riesgo de alto rendimiento
Un riesgo general son los largos períodos entre la semilla y la cosecha o el nacimiento y el sacrificio. Durante este tiempo, es probable que se produzcan fluctuaciones en el precio del producto. Con la incertidumbre resultante, el pago y la ganancia futuros están sujetos a riesgo.
Si, en el momento de la venta, el precio del ganado es más bajo de lo esperado, el agricultor está sujeto a un margen más bajo. La precisión de la planificación adolece de información incompleta e incertidumbre.
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Soluciones
La precisión de la agricultura es el resultado del uso de dispositivos conectados y nuevas tecnologías. Beneficios incluidos:
Mayor eficiencia
Rendimiento optimizado
Mayor precisión de planificación
Esto deja una mayor rentabilidad para la agricultura, aumenta el atractivo de la industria y proporciona herramientas para manejar mejor los desafíos futuros.
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1. Granos, frutas y verduras
Exploración
La exploración de la tierra es un factor importante para el éxito de la agricultura. Por ejemplo, los agricultores deben pensar en cómo colocar los cultivos, cómo rotarlos, cuándo sembrar y cosechar. Durante la temporada de crecimiento, la exploración ayuda a coordinar la fertilización, el riego, el control de malezas y plagas.
Fuentes de datos
Las tecnologías de imágenes basadas en satélites, aviones o drones utilizan exploración visual: las imágenes satelitales dan una resolución de imagen de 0,5 a 10 m. Los drones, o “RPAS” (sistemas aéreos controlados de forma remota) ofrecen una resolución de imagen de hasta 2–10 cm.
Las cámaras brindan imágenes en espectro térmico, infrarrojo y visible. La publicación de Steve Blank sobre el uso práctico de cámaras hiperespectrales y el valor para el cliente es un gran ejemplo .
Una alta velocidad de escaneo de hasta 1000 acres / h hace que los RPAS sean adecuados para la agricultura a gran escala. Pueden recopilar datos sobre el nivel de humedad, las malezas y el contenido de clorofila en las plantas.
Los sensores en el suelo se pueden instalar en ubicaciones fijas o se pueden conectar a vehículos. Los vehículos típicos incluyen tractores inteligentes o «bots agrícolas» (vehículos no tripulados en tierra). Los sensores de suelo pueden detectar conductividad eléctrica, humedad, datos radiométricos y de pH. Las instalaciones de sensores fijos también pueden incluir tecnología acústica para monitorear plagas más grandes.
El conjunto de datos puede incluir más fuentes de datos, como pronósticos meteorológicos y datos climáticos. Un beneficio adicional puede provenir de la interconexión de grupos de datos, por ejemplo, entre granjas vecinas y con proveedores de equipos agrícolas.
Siembra
Durante la siembra, la eficacia de las semillas se puede mejorar con una colocación precisa. Los análisis de campo y suelo necesarios pueden provenir de bots agrícolas autónomos o guiados.
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Cultivo
Durante el cultivo, un menor esfuerzo de mano de obra puede provenir de equipos automatizados y controlados a distancia. Los equipos agrícolas modernos también pueden incluir predicciones de mantenimiento para reducir el esfuerzo de inspección.
Una excelente economía de combustible proviene de los tractores guiados que pueden elegir la ruta más eficiente. Además, el control de campo garantiza que los tractores solo se desplieguen cuando sea necesario. Con estas técnicas, un fabricante de tractores informó una disminución del consumo de combustible del 40% .
La reducción del consumo de agua, pesticidas y fertilizantes tiene un impacto inmediato. Primero, sobre la rentabilidad, y segundo, sobre la presión ambiental. Se recopila información sobre el nivel de humedad y las predicciones meteorológicas por zonas.
En función de la situación, el riego se activa (es decir – 20% de consumo de agua en la finca de almendros).
Los huertos se benefician de una cantidad adaptativa de fertilizantes y pesticidas. La visión artificial reconoce el tamaño del árbol individual y controla la dispensación, algo que se llama ver y rociar . Con el uso de bots agrícolas, la colocación de fertilizantes hiperlocal se vuelve posible. Esto permite enormes reducciones en el consumo de fertilizantes de hasta un 99,9% .
Además, los bots agrícolas también pueden detectar malezas y eliminarlas quirúrgicamente del campo . Esto requiere pesticidas menos potencialmente dañinos. El uso de pequeños bots agrícolas también es favorable cuando se trata de reducir los daños al suelo. Aproximadamente el 80-90% de la energía utilizada en el cultivo se destina a reparar los daños del tractor en el campo. El uso de drones y bots agrícolas de bajo impacto (con planificación de rutas), reduce los daños.
Cosecha
La visión artificial en bots agrícolas y tractores nos permite calificar la calidad y seguridad de los alimentos. En las ejecuciones de control previas a la cosecha, esto permite una mejor predicción del rendimiento y el momento de la cosecha. Durante la cosecha, la máquina puede emitir alertas de calidad si reconoce infestaciones. Esto reduce los residuos en la clasificación y la posible propagación a otras áreas.
Los tractores inteligentes y las cosechadoras autónomas se pueden dirigir mediante sistemas de guiado , lo que optimiza el costo y el esfuerzo de mano de obra. Debido a su idoneidad para la agricultura en áreas extensas, se ven principalmente en la agricultura de EE. UU.
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Términos y Condiciones
El monitoreo del almacenamiento de alimentos detecta los cambios climáticos que podrían provocar moho. Además, el monitoreo de plagas podría permitir actuar rápidamente si se detectan ratones / ratas. Esto asegura que se minimicen las pérdidas poscosecha.
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2. Ganadería
Vitalidad
El signo central de la salud del ganado son sus signos vitales. Los sensores como los de los productos de “salud inteligente” pueden controlar animales múltiples o individuales.
Los casos de uso para el monitoreo de animales individuales incluyen:
Equipamiento de cerdos con sensores acústicos. Estos sensores reconocen la tos y pueden dar una indicación de enfermedad respiratoria en el ganado.
Equipar al ganado con un sensor de aceleración en la cola. Esto indica su fertilidad y disposición para aparearse o dar a luz. En un caso de uso específico, el sensor envía un SMS al agricultor. Esto reduce la tasa de mortalidad.
Utilizando sensores internos para ganado. El sensor de temperatura permanece en uno de los estómagos de la vaca. Solo se activa si se detecta una anomalía de temperatura o pH. Esto permite al agricultor reconocer inmediatamente enfermedades (como SARA ).
Seguimiento de actividad de los pollos. Esta información muestra una posible propagación de enfermedades o la necesidad de reequilibrar la densidad de población.
Una prueba de estas tecnologías mostró un aumento del 60% en la producción y del 10% en la producción de leche .
Pastoreo
En algunos casos de ganado en áreas extensas, es importante rastrear la ubicación del ganado vacuno u ovino. Los sensores de ubicación y el seguimiento asistido por GPS reducen el esfuerzo de inspección manual.
Aunque algunos ensayos con drones para el pastoreo de ovejas, esta aplicación aún no es beneficiosa. Sin embargo, en algunos casos puede respaldar el seguimiento y la ubicación de animales perdidos. Esto reduce el tiempo de búsqueda y recuperación.
Manejo
Con el uso de datos de ganado, la hora de ordeño y la fecha de sacrificio se pueden pronosticar y programar con mayor precisión. Esto maximiza el rendimiento y reduce la tensión del ganado.
Otra aplicación de la tecnología que ofrece un mayor rendimiento con menos esfuerzo son las ordeñadoras automáticas. Permiten ordeñar a las vacas cuando así lo desee. En algunos casos, esto ha demostrado traer hasta un 10% de aumento de leche y un aumento de la esperanza de vida.
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Pensamientos finales
Al construir e implementar soluciones en el área de agricultura inteligente (o AgTech ), se deben considerar las principales inhibiciones de los futuros usuarios finales:
1) No es rentable o una inversión inicial demasiado alta
2) No apto para tamaño o tipo de explotación
3) La solución es demasiado complicada