Imagen Investigadores. Los investigadores Juan Antonio López (i) y Roque Torres, de la Politécnica de Cartagena, junto a Nieves Pavón, de la Universidad de Huelva.

Investigadores del Departamento de Tecnologías de la Información, de la Universidad de Huelva, y de la Universidad Politécnica de Cartagena han diseñado una red de riego inteligente que se caracteriza por medir, de forma simultánea, parámetros de suelo, aire y agua de los cultivos agrícolas. La principal ventaja de este sistema, integrado por un conjunto de dispositivos inalámbricos, es que se configura para analizar las distintas variables en función del cultivo, ofreciendo soluciones personalizadas a la gestión de los recursos hídricos.

El sistema, bautizado como GAIA2, está formado por una red de nodos o motes, cada uno de los cuales funciona como un pequeño ordenador que se puede configurar para medir parámetros de suelo (temperatura, humedad), medioambientales (presión atmosférica, temperatura ambiente, humedad relativa) y calidad del agua de riego.

A estos nodos se conectan, desde el exterior, los distintos sensores que monitorizan estas variables. En función de las características y requerimientos de cada cultivo, la configuración del sistema y los sensores será distinta. «Un mismo mote sirve para medir las distintas variables. No es necesario disponer de distintos dispositivos, uno para cada parámetro, como la mayoría de sistemas actuales. A diferencia de estos, el GAIA2 es un dispositivo multifuncional que realiza el seguimiento simultáneo de variables diferentes en un mismo campo de cultivo», explica a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Huelva, Nieves Pavón, que ha colaborado en este trabajo.

Un mismo dispositivo, varias funciones

La multifuncionalidad permite que una misma red de nodos pueda utilizarse en distintos tipos de cultivo ya sean hortícolas, explotaciones frutícolas o viñedos. Sólo hay que cambiar el tipo de sensor. Por ejemplo, si se quiere medir el estado hídrico de un árbol se utilizará un dendrómetro, una especie de abrazadera que registra los movimientos del tronco para conocer si la planta necesita o está sobrada de agua.

El dispositivo está diseñado para soportar la maquinaria agrícola que se utiliza en los invernaderos

Otra ventaja de los nodos es que, además de actuar como sensores o receptores de datos, también sirven como puente de información entre los distintos motes. Esta función, que se conoce como gateway, es utilizada para controlar cultivos en parcelas separadas entre sí por una distancia de hasta diez kilómetros.»El objetivo básico del gateway es garantizar la comunicación entre los distintos nodos sensores y la oficina donde se encuentra la estación base que recibe los datos y los interpreta. En terrenos grandes, puede haber interferencias que interrumpan o dificulten esa comunicación, como ocurre con los móviles. Al actuar como puente, el gateway asegura que los datos lleguen correctamente», explica la experta.

Esta doble función, receptora y de comunicación, es otra de las ventajas del dispositivo. «En los sistemas de riego que hay en el mercado esta dualidad no se da. Lo habitual es utilizar dos nodos diferentes, uno para cada función», continúa la investigadora.

Robustez para soportar las tareas agrícolas

Desde el punto de vista físico, los motes destacan por su robustez, otra diferencia respecto a los dispositivos que se comercializan ya que, según la experta, estos sólo se han utilizado en laboratorio o en trabajos de investigación por lo que carecen de la consistencia necesaria para que sean aplicados en entornos reales. “Los sensores de GAIA2 están diseñados para ser colocados a nivel de suelo o enterrados sin temor a que se rompan cuando se utilice maquinaria agrícola. Además, debido a su pequeño tamaño, unos 20 centímetros de altura, tampoco habrá necesidad de retirarlos durante las labores de fumigación”, matiza Nieves Pavón.

Por otra parte, tal y como se recoge en el artículo GAIA2: ‘A multifunctional wireless device for enhancing crop management’, publicado en la revista Agricultural Water Management, cada nodo está equipado con una batería interna de litio, una antena para la transmisión de datos, una caja estanca resistente al agua y humedad y un panel solar que asegura una autonomía de, al menos, diez semanas, el tiempo habitual de duración de un ciclo agronómico (sembrado, desarrollo o floración). Adicionalmente, puede añadirse un cargador de batería y una antena de largo alcance.

Datos en tiempo real en el móvil

Para que el agricultor pueda tener acceso a los datos y saber en todo momento cuáles son las necesidades del cultivo, los investigadores han diseñado aplicaciones tanto para web como para dispositivos móviles inteligentes. Éstas se pueden utilizar en el modelo comercial, una versión mejorada de GAIA2 que la spin off Widhoc, de la Politécnica de Cartagena, ha sacado al mercado. “Hemos creado una interfaz de usuario para que, tanto el agrónomo como el agricultor, puedan estar en el campo y, sobre la marcha, disponer de la información. También incluye un localizador GPS para saber dónde están los sensores que no son visibles, por ejemplo, aquellos que están bajo tierra”, comenta la investigadora.

Para evaluar la calidad del agua, el mote se coloca sobre una boya.

El agricultor puede disponer de la versión comercial en régimen de alquiler. “Puesto que lo interesante es tener variedad de sensores y su coste es elevado, se ofrece la opción de pagar una cuota mensual que es más rentable. Se alquila un servicio integral: instalación de nodos, asesoría técnica, interpretación de datos e informe final en el que el técnico expone sus recomendaciones sobre el riego”, indica Nieves Pavón.

Referencia

Juan A. López, H. Navarro, F. Soto, N. Pavón, J. Suardíaz, R. Torres. 2015. ‘GAIA2: A multifunctional wireless device for enhancing crop management. Agricultural Water Management. Vol. 151, pp: 75-86. http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2014.10.023

Imágenes

Imagen Investigadores. Los investigadores Juan Antonio López (i) y Roque Torres, de la Politécnica de Cartagena, junto a Nieves Pavón, de la Universidad de Huelva.

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El dispositivo está diseñado para soportar la maquinaria agrícola que se utiliza en los invernaderos.

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Para evaluar la calidad del agua, el mote se coloca sobre una boya.

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El dispositivo está dotado de una carcasa que evita la entrada de agua y la humedad.

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El sistema permite medir varios parámetros a la vez.

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