11 tipos de sensores para los mejores sistemas de monitoreo remoto de invernaderos

Con el desarrollo de la inteligencia agrícola, la aplicación de sistemas de monitoreo remoto en invernaderos modernos se ha generalizado. El sistema de monitoreo remoto en invernaderos es una tecnología crucial en la agricultura moderna. Optimiza las condiciones de crecimiento de los cultivos, aumenta el rendimiento y conserva los recursos mediante el monitoreo del entorno, los cultivos y el estado de los equipos en tiempo real. Los sensores son los componentes principales de estos sistemas, responsables de la recopilación de datos críticos. Los agricultores o administradores agrícolas pueden monitorear los parámetros ambientales, el estado del agua y los fertilizantes, y el crecimiento de los cultivos en tiempo real, lo que permite un control preciso para mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos. Este artículo presenta 11 sensores comunes utilizados en invernaderos, categorizados en cuatro tipos principales: monitoreo ambiental, sistemas de control, fisiología del cultivo y gestión del agua y los fertilizantes. Se explica la función y el rol de cada sensor en la gestión del invernadero.

 Sensores de monitoreo ambiental

Estos sensores se utilizan para detectar factores ambientales básicos como la temperatura, la humedad y la luz, tanto dentro como fuera del invernadero, proporcionando soporte de datos para el control del invernadero.

1. Sensor de temperatura, humedad y presión del aire

   - Función: Mide la temperatura del aire, la humedad relativa y la presión atmosférica dentro del invernadero.

   - Role:

     Temperatura: Garantiza que los cultivos crezcan dentro del rango de temperatura requerido, activando dispositivos de calefacción o refrigeración (p. ej., calentadores o ventiladores). Por ejemplo, muchas hortalizas requieren un rango de temperatura de 20-25 °C.

     Humedad: Monitorea la humedad del aire para prevenir la formación de moho o la deshidratación. Activa deshumidificadores cuando la humedad es demasiado alta o sistemas de pulverización cuando es demasiado baja.

     - Presión atmosférica: rastrea los cambios en la presión atmosférica para predecir cambios climáticos y ayudar a ajustar la ventilación o la estructura.

   - Aplicación: Adecuado para cultivos que requieren microclimas estables, como el tomate o el brócoli, garantizando un ambiente de crecimiento constante.

2. Sensor de temperatura y humedad del suelo

   - Función: Mide la temperatura y el contenido de humedad del suelo o sustratos de cultivo.

   - Role:

     - Temperatura del suelo: Afecta el desarrollo de las raíces y la absorción de nutrientes.

     - Humedad del suelo: monitorea el contenido de agua del suelo, optimizando el riego para evitar el riego excesivo o insuficiente, protegiendo la salud de las raíces y conservando los recursos hídricos.

   - Aplicación: Ampliamente utilizado en sistemas de riego por goteo.

3. Sensor de intensidad de luz (PAR/Lux)

   - Función: Mide la radiación fotosintéticamente activa (PAR, 400-700 nm) o la iluminancia (Lux) para evaluar la intensidad de la luz.

   - Role:

     - Asegura que los cultivos reciban una intensidad de luz fotosintética adecuada (por ejemplo, las verduras de hoja necesitan entre 10 000 y 20 000 Lux), activando iluminación suplementaria (por ejemplo, luces de cultivo LED) cuando la luz es insuficiente o ajustando los sistemas de sombreado cuando la luz es excesiva.

     - Optimiza la gestión de la iluminación, reduciendo el consumo energético.

   - Aplicación: Adecuado para cultivos con altos requerimientos de luz, ayudando a aumentar el rendimiento y conservar energía.

4. Sensor de concentración de CO₂

   - Función: Mide la concentración de dióxido de carbono (CO₂) en el aire del invernadero.

   - Role:

     El CO₂ es un factor clave en la fotosíntesis, y una concentración óptima (800-1200 ppm) puede mejorar significativamente el crecimiento del cultivo. El sensor activa sistemas de enriquecimiento de CO₂ (p. ej., generadores de CO₂) o sistemas de ventilación para ajustar la concentración.

     - Equilibra el CO₂ y la ventilación para evitar el estrés de las plantas o el desperdicio de energía.

   - Aplicación: Común en cultivos de alto valor como fresas y rosas, donde el enriquecimiento con CO₂ puede aumentar el rendimiento en un 20-30%.

 Sensores del sistema de control

Los sensores del sistema de control detectan cambios ambientales externos y ayudan a encender o apagar automáticamente los dispositivos del invernadero.

5. Sensor de velocidad y dirección del viento

   - Función: Mide la velocidad y dirección del viento fuera del invernadero.

   - Role:

     - Ajusta el sistema de ventilación o cierra las rejillas de ventilación en función de la velocidad del viento para evitar que los vientos fuertes dañen la estructura del invernadero.

     - Predice patrones climáticos y ajusta el equipo de calefacción o refrigeración con antelación.

   Aplicación: Fundamental en zonas ventosas para garantizar la seguridad y la eficiencia energética de la estructura del invernadero. Por ejemplo, las rejillas de ventilación pueden cerrarse automáticamente si la velocidad del viento supera los 10 m/s.

6. Sensor de lluvia y nieve

   - Función: Detecta la presencia de lluvia o nieve.

   - Role:

     - Cierra automáticamente los techos o tragaluces de los invernaderos durante las lluvias o nevadas para evitar la entrada de agua o daños a los cultivos.

     - Activa sistemas de drenaje o calentadores de nieve para evitar que la acumulación de nieve amenace la estructura.

   - Aplicación: Indispensable en zonas con frecuentes precipitaciones, protegiendo los cultivos de inundaciones o daños por heladas. 

 Sensores de fisiología de cultivos

Estos sensores se centran en el estado fisiológico de las plantas, lo que permite un seguimiento más detallado de la salud de los cultivos.

7. Sensor de humedad de la superficie de la hoja

   - Función: Mide el nivel de humedad en las hojas de las plantas, reflejando la exposición al rocío o la lluvia.

   - Role:

     - Detecta la humedad prolongada en la superficie de las hojas para prevenir enfermedades fúngicas como el mildiú polvoroso, activando los sistemas de ventilación o calefacción para secar las hojas.

     - Optimiza el tiempo de riego para evitar volver a regar cuando las hojas ya están húmedas.

   - Aplicación: Se utiliza en entornos de alta humedad para la prevención de enfermedades.

8. Sensor de crecimiento del tallo/fruto

   - Función: Monitorea la tasa de crecimiento o el tamaño de los tallos de las plantas o frutos.

   - Role:

     - Realiza un seguimiento de los datos de crecimiento en tiempo real, evalúa la salud y el desarrollo de las plantas y ajusta la iluminación, el agua o el suministro de nutrientes en consecuencia.

     - Detecta condiciones de estrés (por ejemplo, crecimiento lento del tallo debido a deficiencias de nutrientes) para una intervención temprana.

   Aplicación: Evaluación del crecimiento, investigación de variedades, modelado del crecimiento. Común en la agricultura de precisión para cultivos de alto valor, ya que el tamaño del fruto afecta directamente el valor de mercado. 

 Sensores del sistema de agua y fertilizantes

La gestión precisa del agua y los fertilizantes es fundamental en los invernaderos inteligentes. Estos tres sensores monitorizan el estado del suelo y del sistema agua-fertilizante en tiempo real.

9. Sensor de nivel de líquido

   - Función: Mide el nivel de líquido en sistemas de riego o hidropónicos.

   - Role:

     - Asegura que haya suficiente líquido en los tanques de agua o contenedores de solución nutritiva, activando el rellenado cuando el nivel es bajo.

     - Evita que las bombas de agua funcionen en seco, alargando la vida útil del equipo.

   - Aplicación: Monitoreo de tanques de riego, manejo de solución nutritiva, comúnmente utilizado en sistemas de riego hidropónico o por goteo.

10. Sensor de pH del suelo

   Función: Detecta el nivel de pH del suelo, lo que afecta directamente la absorción de nutrientes por parte de la planta. Ajustar el pH adecuadamente puede mejorar la utilización de fertilizantes y la salud del cultivo.

   - Role:

     - Monitorea el pH del suelo (normalmente 5,5-7,0 para la mayoría de los cultivos), lo que ayuda a ajustar los planes de fertilización y optimizar la absorción de nutrientes.

     - Evita que el suelo se vuelva demasiado ácido o alcalino, lo que puede dañar el sistema radicular y afectar la salud del cultivo.

   Aplicación: Manejo del suelo, fertilización precisa, control de calidad. Se utiliza en el cultivo de arándanos (suelo ácido) o tomates (suelo neutro) para una fertilización precisa.

11. Sensor de conductividad eléctrica del suelo (CE)

   - Función: Mide el contenido de sal en el suelo, lo que ayuda a evaluar la concentración de iones disueltos.

   - Role:

     - Evalúa los niveles de salinidad del suelo, determinando si es apto para el crecimiento del cultivo. Valores elevados de CE pueden causar estrés osmótico en las raíces, lo que afecta el rendimiento.

     - Orienta el manejo del agua y fertilizantes, ajustando el riego o la fertilización para reducir la acumulación de sales.

   - Aplicación: Mejora de suelos salinos-alcalinos, monitoreo de sales minerales, gestión integrada de agua y fertilizantes. Se utiliza en regiones con alto riesgo de salinidad (p. ej., invernaderos costeros) o en sistemas hidropónicos para monitorear la salud del sustrato.

 Aplicación integral e importancia

Estos 11 sensores conforman la red central de recopilación de datos para los sistemas de monitoreo remoto de invernaderos. Mediante la monitorización continua de parámetros ambientales (como temperatura, luz, CO₂), el control del estado de los dispositivos (como la ventilación y los sistemas de techo), indicadores fisiológicos de los cultivos (como la humedad de las hojas y el crecimiento de los frutos) y las condiciones del agua y los fertilizantes (como el pH y la CE), estos sensores proporcionan un soporte integral de datos para la gestión de invernaderos. Sus funciones incluyen:

- Aumento del rendimiento: Optimización de las condiciones de crecimiento para mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos.

- Conservación de recursos: controlar con precisión el uso de agua, fertilizantes y energía para reducir los costos operativos.

- Prevención de Riesgos: Detectar oportunamente enfermedades, anomalías ambientales o mal funcionamiento de los equipos para minimizar las pérdidas.

- Automatización: Integración con plataformas IoT para monitoreo remoto y control automatizado.

 Conclusión

El éxito de los sistemas de monitorización remota de invernaderos depende del trabajo colaborativo de estos sensores de alto rendimiento. Desde la monitorización ambiental hasta la gestión del agua y los fertilizantes, cada sensor proporciona datos precisos para optimizar las decisiones de producción. La combinación adecuada de sensores (p. ej., sensores de luz, CO₂ y CE del suelo para cultivos de alto valor, o sensores de velocidad del viento y de lluvia/nieve para regiones con climas variables), junto con la tecnología IoT, puede mejorar significativamente la inteligencia y la eficiencia económica de los invernaderos. A medida que las tecnologías IoT y de sensores sigan desarrollándose, sus capacidades de integración mejorarán aún más, lo que brindará un sólido apoyo para la implementación de una agricultura verdaderamente inteligente y autónoma en la agricultura moderna.

11 tipos de sensores para el mejor invernadero (ficha técnica)

Manual de instrucciones del sensor de dióxido de carbono NBL-W-CO2 (5000 ppm).pdf	Manual de instrucciones de los sensores de lluvia NBL-W-RS V4.0.pdf	Manual del sensor de dirección del viento NBL-W-DS.pdf
Manual de instrucciones de los sensores de velocidad del viento NBL-W-SS V4.0.pdf	Manual de instrucciones del sensor de pH del suelo NBL-S-PH V4.0.pdf	Manual de instrucciones de los sensores de temperatura y humedad del suelo NBL-S-THR V4.0.pdf
Manual de instrucciones del sensor de crecimiento del tallo de fruta NBL-W-FGS.pdf	Manual de instrucciones del sensor de temperatura y humedad de hojas NBL-W-LM.pdf	Sensor de iluminación.pdf
NBL-S-TMC - Sensor de conductividad de humedad y temperatura del suelo.pdf	Manual de instrucciones del sensor de temperatura y humedad del suelo NBL-S-TM 4.0.pdf	Manual de instrucciones del sensor de lluvia y nieve NBL-W-RSS.pdf