¿Cuáles son los sensores utilizados en la agricultura de precisión?

La agricultura de precisión es un sistema altamente avanzado de prácticas agrícolas que utiliza tecnologías de la información modernas, como sensores, sistemas de información geográfica (SIG), sistemas de posicionamiento global (GPS), tecnología de teledetección (RS) y análisis de macrodatos, para optimizar la gestión de la producción agrícola. El núcleo de este sistema reside en el término "precisión", es decir, la gestión personalizada de las tierras de cultivo mediante un posicionamiento espacial y temporal preciso. 

Principales características y prácticas de la agricultura de precisión 

- Soporte de tecnología de la información: La agricultura de precisión se basa en la tecnología de la información, incluida la tecnología 3S (GPS, GIS, RS) y equipos de Internet de las cosas (IoT) para realizar el monitoreo digital de las tierras de cultivo.

- Análisis de variación espacial: Mediante el análisis de la variación espacial del suelo, agua, nutrientes, etc., se determinan las necesidades específicas del crecimiento de los cultivos.

- Posicionamiento, Tiempo y Dosificación: Implementar fertilización, riego y pulverización precisa de acuerdo a las condiciones específicas de los cultivos y el suelo para reducir el desperdicio de recursos.

- Diagnóstico y optimización del sistema: combine modelos de crecimiento de cultivos y datos ambientales para realizar diagnósticos del sistema y optimizar insumos agrícolas como semillas, fertilizantes y uso de agua.

- Gestión científica: A través del análisis de datos, desarrollar planes científicos para las operaciones agrícolas para mejorar el rendimiento y la calidad protegiendo al mismo tiempo el medio ambiente.

- Beneficios económicos y ambientales al mismo tiempo: Perseguir el desarrollo sostenible incrementando la producción agrícola y reduciendo los costos.

- SIG de huertos: Establecer un sistema SIG para integrar la información de las tierras agrícolas, respaldar la toma de decisiones y lograr un uso eficiente de los recursos.

- Equipos inteligentes: uso de maquinaria agrícola inteligente, drones y otros equipos para automatizar la ejecución de medidas de gestión de precisión. 

Antecedentes y significado del desarrollo de la agricultura de precisión 

La agricultura de precisión surgió en Estados Unidos a finales de la década de 1980, con el objetivo de abordar el uso eficiente de los recursos agrícolas y los desafíos ambientales. Ha transformado la gestión agrícola tradicional, basada en una solución única, en un modelo de producción más personalizado y eficiente. Con el avance de la tecnología, la agricultura de precisión se está convirtiendo gradualmente en una parte importante de la agricultura moderna, lo que no solo mejora la eficiencia de la producción agrícola, sino que también promueve la sostenibilidad de la agricultura y reduce el impacto negativo en el medio ambiente, una tendencia clave en el desarrollo de la agricultura del siglo XXI. 

Sensor de velocidad del viento del anemómetro	Sensor de dirección del viento	Sensor de pluviómetro de cubeta basculante	Sensor de pluviómetro de cubeta basculante	Pluviómetro piezoeléctrico
Sensor de presión del aire de humedad y temperatura atmosférica	Sensor de humedad de las hojas	Sensor de estación meteorológica ultrasónico 5 en 1	Sensor de estación meteorológica ultrasónico 6 en 1	Sensor de estación meteorológica ultrasónico 7 en 1
Sensor de nivel de agua	Sensor de radiación solar	Sensor de radiación fotosintéticamente activa;	sensor de iluminación	Sensor de pH del suelo
Estación meteorológica ultrasónica todo en uno	Sensor de dióxido de carbono  ( sensor de CO2 )	Sensor de humedad del suelo de múltiples profundidades	Sensor de crecimiento de fruta/tallo	Sensor de temperatura de humedad del suelo

Los sensores se utilizan ampliamente en la agricultura de precisión y ayudan a los agricultores a monitorear y recopilar diversos datos relacionados con la agricultura para optimizar el proceso de producción, mejorar la productividad, reducir el desperdicio de recursos y garantizar la calidad y la seguridad de los productos agrícolas. A continuación, se presentan algunos de los principales tipos de sensores y sus aplicaciones:

Sensores de monitoreo ambiental:

1. Sensores de temperatura: se utilizan para monitorear la temperatura del suelo y del aire.

2. Sensores de humedad: se utilizan para medir la humedad del suelo y la humedad del aire.

3. Sensores de intensidad de luz : Se utilizan para monitorear las condiciones de luz. En entornos cerrados, como invernaderos, estos sensores pueden ayudar a los agricultores a comprender la situación lumínica para que puedan ajustar medidas de luz suplementaria o sombreado y así garantizar el crecimiento normal de los cultivos.

4. Sensor de CO2 : se utiliza para monitorear la concentración de dióxido de carbono. Al ajustar la concentración de dióxido de carbono, puede promover la fotosíntesis de los cultivos y mejorar el rendimiento.

5. Sensor de velocidad y dirección del viento : se utiliza para monitorear las condiciones del viento, que afectan el riego de cultivos y la transmisión de enfermedades.

6. Sensores de lluvia : miden las precipitaciones para ayudar a los agricultores a ajustar los programas de riego.

 Sensores de monitoreo de suelo:

1. Sensores NPK del suelo: se utilizan para medir los nutrientes en el suelo para guiar la fertilización.

2. Sensores de temperatura y humedad del suelo: combinan el monitoreo de la temperatura y la humedad del suelo para ayudar a los agricultores a optimizar los programas de riego.

3.  Sensores de pH del suelo : también se utilizan para monitorear el pH del suelo, que es fundamental para el crecimiento de los cultivos.

4.  Sensores de CE del suelo (sensores de conductividad eléctrica): evalúan el contenido de sal y los niveles de nutrientes en el suelo.

 Sensores de calidad del agua:

Los sensores de calidad del agua se utilizan para monitorear la calidad del agua de riego, incluyendo el pH, la turbidez, el oxígeno disuelto y las sustancias nocivas. Al monitorear la calidad del agua, los acuicultores pueden garantizar que esta satisfaga las crecientes necesidades de la acuicultura.

Biosensores:

Biosensores: se utilizan para detectar biomarcadores como hormonas vegetales, como el ácido salicílico.

Sensores basados en imágenes:

Tecnología de reconocimiento de imágenes: para detectar índices de vegetación (por ejemplo, NDVI, EVI, GVI) y signos de plagas y enfermedades a través del reconocimiento de imágenes.

Otros tipos de sensores:

Sensores de posicionamiento GPS: se utilizan para determinar con precisión la ubicación de las tierras de cultivo.

Sensores inerciales: juegan un papel clave en la conducción automatizada de maquinaria agrícola.

Sensores LiDAR: para mediciones de parámetros forestales y geometría objetivo de árboles frutales.

Sensores de fluorescencia: para la gestión de fertilizantes nitrogenados y la predicción del contenido de proteínas en cultivos de cereales.

Redes de sensores inalámbricos:

Redes de sensores inalámbricos (WSN):

Se utiliza para monitorear el contenido de macronutrientes de las plantas para la transmisión y análisis de datos en tiempo real.

Sensores multiespectrales transportados por UAV:

Adquiera imágenes de las condiciones de crecimiento de los cultivos desde el aire para analizar la salud y el rendimiento de los cultivos.

Sensores de teledetección por satélite:

Proporcionar información a gran escala sobre tierras agrícolas, incluidas las condiciones de crecimiento de los cultivos, la humedad del suelo, etc. 

Sensores de crecimiento de plantas:

Estos sensores monitorean el crecimiento de las plantas, incluida la tasa de crecimiento, la altura, el contenido de clorofila, etc. Al comprender el crecimiento de las plantas, los agricultores pueden aplicar fertilizantes, podas y otras medidas de gestión con mayor precisión para mejorar el rendimiento y la calidad de los cultivos.

Sensor de reconocimiento de insectos:

Los sensores de reconocimiento de insectos pueden monitorear los tipos y la cantidad de insectos en los cultivos, lo que ayuda a los agricultores a detectar y prevenir plagas y enfermedades a tiempo. Estos sensores suelen combinar tecnologías de reconocimiento de imágenes y aprendizaje automático para permitir un reconocimiento preciso de los insectos.

Sensores de expansión de fruta:

En el cultivo de árboles frutales, se utilizan sensores de expansión para monitorear el crecimiento de los frutos. Al registrar los cambios de tamaño, los agricultores pueden comprender su tasa de crecimiento y madurez, lo que les permite desarrollar un plan de cosecha adecuado.

En el campo de la agricultura de precisión, la tecnología de sensores presenta un gran potencial de aplicación, ya que puede operar de forma independiente e integrarse a la perfección en sistemas complejos de gestión agrícola. Estos sistemas utilizan tecnología de redes inalámbricas para conectar sensores distribuidos por las tierras de cultivo a una unidad de control central, creando una red para la monitorización y el análisis de datos en tiempo real. Esta transformación mejora considerablemente la inteligencia y el refinamiento de la producción agrícola, proporciona a los agricultores apoyo inmediato y científico para la toma de decisiones y promueve firmemente el desarrollo sostenible de la producción agrícola.

La integración de la tecnología IoT convierte a estos sensores en nodos clave del ecosistema agrícola inteligente, dejando de ser dispositivos aislados. Recopilan constantemente datos sobre la humedad del suelo, el contenido de nutrientes, las condiciones meteorológicas, el estado de crecimiento de las plantas y otros aspectos. Mediante el procesamiento y análisis en la nube, los agricultores pueden comprender intuitivamente la base de su toma de decisiones. Este modelo de toma de decisiones basado en datos en tiempo real no solo mejora la eficiencia en el uso de recursos, como la fertilización precisa y el riego a demanda, sino que también promueve una gestión agrícola respetuosa con el medio ambiente, como la alerta temprana y el control preciso de plagas y enfermedades.

Además, el sistema integrado de sensores inteligentes no se limita solo a la superficie terrestre, sino que también se extiende al aire. Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) equipados con sensores de alta precisión, como cámaras multiespectrales e imágenes termográficas, pueden realizar tareas eficientes de monitoreo aéreo, brindando a los agricultores una visión integral del crecimiento de los cultivos, incluyendo el estado sanitario, la evaluación del ciclo de crecimiento y el análisis del terreno y la geomorfología. Esta red de monitoreo tridimensional proporciona una sólida base de datos para que los agricultores desarrollen una planificación agrícola a largo plazo, garantizando la precisión y la sostenibilidad de la producción agrícola.

En resumen, la aplicación de la tecnología de sensores en la agricultura de precisión no solo mejora la capacidad de los agricultores para controlar el entorno actual de las tierras de cultivo, sino que también señala la dirección del desarrollo agrícola futuro y logra una situación de beneficio mutuo en términos de productividad agrícola y beneficios ecológicos a través de una gestión inteligente y refinada.