Agricultura intelixente e sostible con sensor de humidade do solo biodegradable

Os recursos hídricos e de terra cada vez máis limitados impulsaron o desenvolvemento da agricultura de precisión, que utiliza tecnoloxía de teledetección para supervisar os datos ambientais do aire e do solo en tempo real para axudar a optimizar o rendemento dos cultivos.Maximizar a sustentabilidade destas tecnoloxías é fundamental para xestionar adecuadamente o medio ambiente e reducir os custos.
Agora, nun estudo publicado recentemente na revista Advanced Sustainable Systems, investigadores da Universidade de Osaka desenvolveron unha tecnoloxía sen fíos de detección de humidade do solo que é en gran parte biodegradable.Este traballo é un fito importante para abordar os pescozos de botella técnicos restantes na agricultura de precisión, como a eliminación segura de equipos de sensores usados.
A medida que a poboación mundial segue crecendo, é esencial optimizar os rendementos agrícolas e minimizar o uso da terra e da auga.A agricultura de precisión ten como obxectivo abordar estas necesidades conflitivas mediante o uso de redes de sensores para recoller información ambiental para que os recursos poidan asignarse adecuadamente ás terras de cultivo cando e onde sexan necesarios.
Os drons e os satélites poden recoller unha gran cantidade de información, pero non son ideais para determinar a humidade do solo e os niveis de humidade.Para unha recollida de datos óptima, os dispositivos de medición de humidade deben instalarse no chan a unha alta densidade.Se o sensor non é biodegradable, debe recollerse ao final da súa vida útil, o que pode ser un traballo intensivo e pouco práctico.Conseguir a funcionalidade electrónica e a biodegradabilidade nunha soa tecnoloxía é o obxectivo do traballo actual.
"O noso sistema inclúe varios sensores, unha fonte de alimentación sen fíos e unha cámara de imaxe térmica para recoller e transmitir datos de detección e localización", explica Takaaki Kasuga, autor principal do estudo."Os compoñentes do chan son na súa maioría respectuosos co medio ambiente e consisten en nanopapel.substrato, revestimento protector de cera natural, quentador de carbono e fío condutor de estaño.
A tecnoloxía baséase no feito de que a eficiencia da transferencia de enerxía sen fíos ao sensor corresponde á temperatura do quentador do sensor e á humidade do chan circundante.Por exemplo, ao optimizar a posición e o ángulo do sensor en solo liso, o aumento da humidade do solo do 5% ao 30% reduce a eficiencia da transmisión de ~46% a ~3%.A cámara de imaxe térmica captura imaxes da zona para recoller simultaneamente a humidade do solo e os datos de localización do sensor.Ao final da tempada de colleita, os sensores poden ser enterrados no chan para biodegradarse.
"Imaxinamos con éxito áreas con humidade insuficiente do solo usando 12 sensores nun campo de demostración de 0,4 x 0,6 metros", dixo Kasuga."Como resultado, o noso sistema pode xestionar a alta densidade de sensores necesaria para a agricultura de precisión".
Este traballo ten o potencial de optimizar a agricultura de precisión nun mundo cada vez máis limitado de recursos.Maximizar a eficacia da tecnoloxía dos investigadores en condicións non ideais, como a mala colocación dos sensores e ángulos de pendente en solos grosos e quizais outros indicadores do ambiente do solo máis aló dos niveis de humidade do solo, podería levar a un uso xeneralizado da tecnoloxía por parte da agricultura mundial. comunidade.