@BeeSensor: Smart Agricultura

En la actualidad, el 70% del consumo de agua potable a nivel mundial procede del sector agrícola y las plagas y las enfermedades ocasionan pérdidas superiores al 15% de la producción. Además, aplicaciones inadecuadas de productos fitosanitarios, abonados o condiciones climáticas adversas, no sólo ocasionan pérdidas en la producción sino también en la calidad de los productos.

La nueva reforma de la Política Agraria Común (PAC) así como otras Directivas Europeas como la Directiva Marco del Agua (DMA), tienden hacia el fomento de la eficiencia de los recursos disponibles, la sostenibilidad del sector agrícola, la preservación del medioambiente y la seguridad y calidad de los productos.

Por todo ello, el sector agrícola profesional debe adaptarse a estos requisitos y su apuesta por la innovación, no es sólo una herramienta para lograrlos sino también para mejorar la productividad y calidad de sus productos así como para obtener una diferenciación respecto a sus competidores.

Redes de Sensores Inalámbricas y agricultura

En este sentido, las denominadas Redes de Sensores Inalámbricas (Wirells Sensor Networks, WSN) pueden ser una herramienta para monitorizar, predecir y optimizar la gestión y los recursos de la actividad agrícola en tiempo real.

De forma muy esquemática, una WSN está formada por dos elementos clave, los nodos de comunicación y los sensores:

  • Un nodo de comunicación, no es más que dispositivo de pequeño tamaño que consta, entre otros, de un microcontrolador, un circuito analógico y un sistema de comunicación, con alimentación autónoma (batería y placa solar) y al que se le acoplan diferentes sensores en función de las necesidades.
  • Los sensores, captan la información del entorno (temperatura, humedad ambiente, humedad suelo, radicación solar, pluviometría…) y la transfieren al nodo de comunicación, el cual la envía a través de comunicación inalámbrica a un punto central (gateway), que puede ser un ordenador u otro nodo de comunicación, bien de forma directa o a través del resto de nodos distribuidos por la explotación.

El gateway, encauza los datos hacia los servidores, donde se almacenan y pueden ser consultados por el usuario a través de una aplicación.

WSN en agricultura: Etapas

La puesta en marcha de una WSN en el sector agrícola puede requerir de diferentes etapas:

En primer lugar, además de un check list que sirve de primer contacto con el cliente y en donde se puede obtener información interesante para plantear el diseño, la distribución y los tipos de sensores a implantar, recopilar información del área de estudio ya sea a través de información disponible en la red o mediante trabajo de campo (distribución del riego y cultivos, textura del suelo…) y volcarla a través de Sistemas de Información Geográfica sobre mapas, nos permite tener una visión general del tipo de actuación y concretar mejor con el usuario las propuestas previstas.

Una vez identificada la cantidad de nodos de comunicación y sensores, así como su ubicación, se procede a la instalación, programación y comunicación de los sensores con los nodos de comunicación y los nodos de comunicación con el gateway.

En nuestro caso, hemos optado por una plataforma de nodo de comunicación más bien abierta, que permite una mayor libertad y flexibilidad que otras propuestas que pueden existir en el mercado, no sólo para el desarrollo de las aplicaciones sino también para la programación y optimización de los consumos eléctricos, factor limitante para explotaciones en exterior que carecen de tomas eléctricas y que en estos casos, requieren ajustes mediante programación en los tiempos de alimentación de los nodos (captación/envió de información), y por tanto carga/descarga de la batería por placa solar.

El usuario final accede por ordenador, móvil o tablet a toda la información captada por los sensores a través de una aplicación propia tipo Cloud Computing, personalizada para cada uno de los clientes. Se han definido diferentes bloques (meteorología, crecimiento o riego entre otros) y en donde además de representar en forma gráfica la información en tiempo real o seleccionar intervalos de tiempo para consultar las tendencias de los datos (históricos), se pueden definir alarmas en caso de superarse umbrales preestablecidos, recibiendo en estos casos correos electrónicos y/o alarmas a través de sms.

La posibilidad de definir en nuestra aplicación nuevos parámetros a través de fórmulas que combinan la información obtenida por los sensores instalados, como por ejemplo punto de rocío, temperatura bulbo húmedo, evapotranspiración… útiles para predecir riesgo de heladas o ajustar los riegos, incrementan su utilidad.

A su vez, en determinadas circunstancias puede realizarse un control remoto de determinados elementos de la explotación (apertura/cierre electroválvulas, ventiladores, riego…), lo que aporta un valor añadido al producto, una diferenciación respecto a otras propuestas y un mayor control sobre la misma:

Uno de los elementos de interés para el sector agrícola son las predicciones meteorológicas con el objeto de anticiparse a posibles efectos adversos o programar y optimizar tareas (siembras, desbroces…), incluyéndose en nuestro caso predicciones a 3 días vista con un área de influencia acotada a 2 km x 2 km, resultado de la colaboración que hemos establecido con un Spin Off.

En este sentido, la colaboración entre empresas que trabajan en diferentes sectores pero que al final aportan valor a un producto es clave hoy en día para diferenciarse del resto, y por ello la utilización de drones (Vehículos Aéreos No Tripulados, UAV) combinados con los WSN, es uno de nuestros próximos objetivos a medio plazo.

Por todo ello, la utilización de las WSN en el sector agrícola es una herramienta que aporta un mayor control de la explotación y por tanto una mayor capacidad de reacción ante imprevistos; un mayor ajuste en aplicación de recursos hídricos y un elemento que puede explicarnos las causas de una mayor/menor producción de la explotación o la calidad de los productos, permitiendo la optimización de la misma tanto desde el punto de vista agronómico, medioambiental como económico, así como una de las herramientas disponibles para evolucionar hacia una agricultura de precisión.