Els recursos cada cop més limitats de terra i aigua han estimulat el desenvolupament de l'agricultura de precisió, que utilitza tecnologia de teledetecció per controlar les dades ambientals de l'aire i el sòl en temps real per ajudar a optimitzar els rendiments dels cultius.Maximitzar la sostenibilitat d'aquestes tecnologies és fonamental per gestionar adequadament el medi ambient i reduir costos.
Ara, en un estudi publicat recentment a la revista Advanced Sustainable Systems, investigadors de la Universitat d'Osaka han desenvolupat una tecnologia sense fil de detecció d'humitat del sòl que és en gran part biodegradable.Aquest treball és una fita important per abordar els colls d'ampolla tècnics restants en l'agricultura de precisió, com ara l'eliminació segura d'equips de sensors usats.
A mesura que la població mundial continua creixent, és essencial optimitzar els rendiments agrícoles i minimitzar l'ús de la terra i l'aigua.L'agricultura de precisió té com a objectiu abordar aquestes necessitats conflictives mitjançant l'ús de xarxes de sensors per recollir informació ambiental de manera que els recursos es puguin assignar adequadament a les terres de cultiu quan i on siguin necessaris.
Els drons i els satèl·lits poden recollir una gran quantitat d'informació, però no són ideals per determinar la humitat del sòl i els nivells d'humitat.Per a una recollida de dades òptima, els dispositius de mesura d'humitat s'han d'instal·lar a terra a una alta densitat.Si el sensor no és biodegradable, s'ha de recollir al final de la seva vida útil, cosa que pot ser una mà d'obra intensa i poc pràctic.Aconseguir la funcionalitat electrònica i la biodegradabilitat en una sola tecnologia és l'objectiu del treball actual.
"El nostre sistema inclou diversos sensors, una font d'alimentació sense fil i una càmera d'imatge tèrmica per recollir i transmetre dades de detecció i ubicació", explica Takaaki Kasuga, autor principal de l'estudi."Els components del sòl són majoritàriament respectuosos amb el medi ambient i consisteixen en nanopaper.substrat, recobriment protector de cera natural, escalfador de carboni i cable conductor d'estany".
La tecnologia es basa en el fet que l'eficiència de la transferència d'energia sense fil al sensor correspon a la temperatura de l'escalfador del sensor i la humitat del sòl circumdant.Per exemple, quan s'optimitza la posició i l'angle del sensor en un sòl llis, augmentar la humitat del sòl del 5% al 30% redueix l'eficiència de transmissió del ~46% al ~3%.A continuació, la càmera d'imatge tèrmica captura imatges de la zona per recollir simultàniament la humitat del sòl i les dades d'ubicació del sensor.Al final de la temporada de collita, els sensors es poden enterrar al sòl per biodegradar-se.
"Hem fet imatges amb èxit de zones amb una humitat del sòl insuficient mitjançant 12 sensors en un camp de demostració de 0,4 x 0,6 metres", va dir Kasuga."Com a resultat, el nostre sistema pot gestionar l'alta densitat de sensors necessària per a l'agricultura de precisió".
Aquest treball té el potencial d'optimitzar l'agricultura de precisió en un món cada cop més limitat de recursos.Maximitzar l'eficàcia de la tecnologia dels investigadors en condicions no ideals, com ara una mala col·locació del sensor i angles de pendent en sòls gruixuts i potser altres indicadors de l'entorn del sòl més enllà dels nivells d'humitat del sòl, podria conduir a un ús generalitzat de la tecnologia per part de l'agricultura mundial. comunitat.
Hora de publicació: 30-abril-2024