WASYS
DISPOSITIVO HYDRO-ENERGY HARVESTING INALÁMBRICO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DE LOS PROCESOS DE FERTIRRIGACIÓN EN INVERNADEROS
Este proyecto está cofinanciado mediante la Acción Estratégica de Economía y Sociedad Digital 1/2016 del Plan de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016 - Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital, con el expediente TSI-100103-2016-8
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Antecedentes

La práctica de aplicar fertilizantes a los cultivos por vía del agua de riego se llama fertirrigación. La fertirrigación es una moderna técnica agrícola que provee la excelente oportunidad de maximizar los rendimientos y a la vez reducir la polución ambiental, al incrementar la eficiencia de uso de los fertilizantes, minimizar la aplicación de éstos y aumentar los beneficios económicos de la inversión en fertilizantes. El momento, las cantidades y la concentración de los fertilizantes aplicados son controlados a través de autómatas que regulan el comportamiento de diferentes sistemas dentro de un invernadero.
La gran competencia que existe en el sector de la producción en invernadero, está generando una lucha en relación con la reducción de costes y el aumento de la productividad del cultivo. Aspectos como el consumo de agua, el de electricidad y el de los fertilizantes son tenidos muy en cuenta además a la hora de planificar la construcción de un invernadero y establecer un modelo productivo. La automatización del invernadero y concretamente del sistema de fertirrigación es el elemento clave para optimizar todos los recursos y aumentar la rentabilidad y la producción.

La automatización de los procesos de fertirrigacion está basada en la medición continua del pH y la conductividad eléctrica (CE) del agua de riego. El elemento fundamental de este tipo de sistemas son los controladores lógicos programables (PLC), al que se conectan elementos como sensores y actuadores siempre a través de conexiones físicas por cable y protocolos de comunicación cableados. Se trata de una arquitectura centralizada y cara que requiere complejas instalaciones y despliegues, poco versátil y que dificulta las posibles modificaciones, ampliaciones y cambios en la configuración.
En los últimos años, las tecnologías inalámbricas se han incorporado en los sistemas de control de la fertirrigación como elemento innovador. No obstante, la desconexión total no es tal hasta que los dispositivos son alimentados con otro tipo de fuentes de energía distintas a la clásica toma de corriente doméstica/industrial. La energía solar es la más eficiente hoy en día en entornos al aire libre, pero en otros entornos no lo es tanto. En sistemas de riego el flujo del agua del propio sistema de riego es una fuente de energía permanente, aunque con unas restricciones también importantes. Actualmente existen soluciones que permiten extraer energía de los conductos de riego en explotaciones agrarias, aunque siempre en puntos donde los flujos y las presiones son elevadas. Estos puntos se sitúan normalmente en el punto central del sistema de riego, cerca de donde están las bombas de agua, los sistemas de distribución de fertilizantes y las electroválvulas de control de caudal. No obstante, esta tecnología no se utiliza en puntos más separados del sistema de riego, concretamente en los sensores de pH y CE que se sitúan al final de sistema de riego, y que es donde más interesa la desconexión total del cableado.

Por otro lado, si las actuales arquitecturas centralizadas migran a arquitecturas más distribuidas y que trabajen únicamente sobre protocolos de comunicación inalámbricos mediante dispositivos de dimensiones y coste reducido los despliegues serían más sencillos y baratos, se ganaría en versatilidad y se facilitarían las modificaciones, ampliaciones y cambios en la configuración. Cada uno de los componentes del sistema, sensores y actuadores, pasan a toman parte en el razonamiento de lo que sucede en el entorno, y el algoritmo de control es distribuido, dotando a cada uno de esos componentes de lo que ahora comúnmente se denomina como inteligencia. Este cambio en la arquitectura busca transformar a elementos como los sensores, en nuestro caso de pH y CE, en nodos de una red inalámbrica, con interconexión entre cada uno de ellos y con capacidad de procesamiento para implementar la lógica de control de la fertirrigación.


Este proyecto está cofinanciado mediante la Acción Estratégica de Economía y Sociedad Digital 1/2016 del Plan de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016 - Ministerio de Energía, Turismo y Agenda Digital, con el expediente TSI-100103-2016-8
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