ES2668210B2 - Sistema de telegestión modular del estado vegetativo de cultivos y de su consumo de agua y nutrientes - Google Patents

Sistema de telegestión modular del estado vegetativo de cultivos y de su consumo de agua y nutrientes Download PDF

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Abstract

Sistema de telegestión modular del estado vegetativo de cultivos y del consumo de agua y nutrientes de los mismos, donde se controla el riego de las plantas del cultivo, y se analizan y miden variables como la evapotranspiración, la conductividad del suelo, la salinidad y nutrientes en el agua, o la evolución del crecimiento del cultivo, con lo que se puede determinar el consumo hídrico y de los nutrientes de los cultivos, y adecuar la frecuencia y cantidad de la fertirrigación a las demandas del cultivo, además permite también la supervisión remota del estado del cultivo mediante cámaras; donde el sistema dispone de un recipiente de muestras de agua lixiviada independiente, un recipiente modular con sondas para el análisis de nutrientes, y donde todos los datos se envían, en tiempo real y de forma telemática, a una unidad electrónica de control remoto.

Description

DESCRIPCIÓN
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de regadío, la escasa precipitación y el empleo de aguas salinas, los agricultores deben maximizar la eficiencia de uso del agua de riego y, para este fin, aplicar estrategias y métodos de programación de riego más eficientes que las que aplican actualmente, basándose en medidas directas del contenido de humedad y salinidad de la zona del suelo explorada por las raíces, así como de otros nutrientes del suelo.
Aunque existen diferentes métodos para medir los requerimientos de agua de los cultivos (métodos directos: lisímetros volumétricos, lisímetros de pesada; métodos indirectos), los lisímetros de pesada son los más precisos y fiables, pero no se emplean en explotaciones comerciales debido a su elevado coste. Los lisímetros de pesada son dispositivos que se emplean en técnicas de riego y cultivo con el fin de estudiar las variaciones en peso, drenaje y consumo de agua experimentadas en un cultivo. Los lisímetros más extendidos en el mercado son aquéllos que se utilizan en suelo y requieren de obra civil para su instalación por lo que poseen una cierta complejidad y una considerable inversión económica en su instalación. Además, se trata de instalaciones fijas que no permiten su traslado a otras parcelas.
Los valores que proporcionan los equipos de lisimetría permiten conocer la evapotranspiración del cultivo, aunque para llevar la gestión adecuada del riego y fertilización también es necesario conocer el contenido de sales y nutrientes en el suelo para no disminuir el rendimiento de las cosechas y evitar la contaminación ambiental por exceso de los mismos. Para conocer dichos valores, se pueden utilizar sensores de conductividad eléctrica en el caso de las sales, y sensores de control de los niveles de calcio, potasio y nitratos, en el caso de los nutrientes del suelo de cultivo.
Por otro lado, resulta de gran interés supervisar el estado del cultivo sin necesidad de estar continuamente presente, disponiendo de toda la información recopilada en bases de datos al servicio del usuario. La incorporación de una supervisión visual remota del estado del cultivo, en continuo, permite estudiar la evolución del crecimiento del cultivo y ayudar en la gestión adecuada del mismo estimando la cobertura vegetal mediante técnicas de fotografía digital. Las fotografías se pueden obtener mediante teledetección a través de imágenes satelitales periódicas o vuelos de drones, o directamente a través de cámaras digitales a pie de la plantación. La supervisión precisa de los cultivos mediante técnicas de teledetección exclusivamente no es viable por el coste y la dependencia de otras variables, como las condiciones climáticas, considerándose la utilización de cámaras digitales a pie del cultivo la
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modular del sistema de sondas; donde la extracción puede ser implementada con al menos una bomba, ya sea independiente o compartida, controlada por electroválvulas; -unas tuberías para la ventilación del interior del sistema (19); -una ventana de inspección (21) del interior del sistema; -unos estribos removibles (22) para el montaje y desmontaje del recipiente de cultivo y la estructura de contención del terreno circundante; -un nodo de visión artificial (23) para el seguimiento remoto de la evolución del cultivo y la estructura de soporte (24) del nodo de visión artificial; -una superficie regulable que consiste en un sistema para la adaptación de la profundidad radicular del cultivo; -un caudalímetro a la entrada del sistema de riego (27) que permite la lectura del caudal sobre el recipiente de cultivo (1); -un caudalímetro a la salida del sistema de riego (28) que permite la lectura del caudal sobre el recipiente de cultivo (1); y -un sensor de conductividad eléctrica (29) en el interior del recipiente de cultivo, que permite evaluar la salinidad del suelo, enviando la información a un datalogger externo; y -una unidad de control configurada para activar el sistema del riego un tiempo adicional en función de la conductividad eléctrica del suelo contenido en el recipiente de cultivo (1) detectado por el sensor de conductividad eléctrica (29).
Puede haber uno o varios depósitos de muestreo para realizar diferentes análisis del agua lixiviada diferenciando cada uno por periodos de tiempo u otras características. También se destaca que la extracción de agua del recipiente de recogida de agua drenada (3) al recipiente de muestras (7) se puede hacer por una disposición de depósitos que viertan por gravedad o diferencia de cota por medio de una tubería (26). También, como ya se ha adelantado, se da la opción de que la forma de extraer el agua del recipiente de muestreo al recipiente modular del sistema de sondas se pueda hacer por una bomba independiente o una bomba compartida y controlada por electroválvulas.
El sistema tiene la particularidad de poder proporcionar conjuntamente, a tiempo real y de forma gestionable en remoto, los valores de evapotranspiración, salinidad y nutrientes. Para ello, tal como se acaba de exponer, el sistema incorpora un recipiente de muestras (7) de agua lixiviada separado e independiente, al que se hace llegar el agua de lixiviación desde el recipiente de agua de drenaje (3), y del que se pueden extraer automáticamente muestras para su análisis automatizado en un recipiente modular (18) con sondas, todo ello gestionado
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