Sensores IoT para invernaderos: mejorando la calidad de los cultivos

A medida que aumenta el crecimiento de la población, también lo hace la demanda en los alimentos que se consumen. Según las proyecciones de la ONU, se espera que alcance los 10.000 millones de personas para 2050.

Este crecimiento en la demanda también genera un aumento de los costes de producción y del mercado, que ejercen cada vez más presión sobre los márgenes de beneficio de la agricultura. Para alcanzar satisfacerla, el sector agrícola debe gestionar un amplio abanico de factores medioambientales, químicos, meteorológicos, económicos, sociales, etc.

Por ello, es imprescindible que los sistemas de producción se vuelvan cada vez más eficientes. Y no solo se trata de mejorar los márgenes de beneficio, sino también de garantizar que estas prácticas sean más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente

En este contexto, los sensores IoT para invernaderos permiten agilizar los procesos de trabajo y mejorar la eficiencia, convirtiendo estos invernaderos en invernaderos inteligentes.

Qué son los sensores IoT para invernaderos

Los sensores IoT (Internet de las cosas) son unos dispositivos conectados a internet que se encargan de recoger datos y transmitirlos en tiempo real.  

Estos dispositivos conectados a la red pueden medir parámetros clave para el crecimiento de las plantas como humedad, temperatura, clima, nutrientes del suelo o calidad del aire.

En agricultura, la tecnología IoT suele aplicarse en la monitorización de cultivos y la gestión del riego de manera inteligente

Su funcionamiento es sencillo, se instalan en diferentes puntos del invernadero y una vez que han recogido los datos, estos se comparten mediante wifi, bluetooth u otra tecnología de comunicación inalámbrica con una plataforma nube u otro dispositivo para poder procesarlos posteriormente.

Se suele utilizar un software específico diseñado para este tipo de mediciones, donde los agricultores analizan la información pudiendo tomar decisiones del cultivo en función de los resultados obtenidos.

Estos sensores también permiten automatizar los procesos de control que conlleva gestionar el cultivo para que este no solo sea sostenible, sino también más eficiente a la hora de producir.

Qué tipo de sensores IoT hay para invernaderos y qué funciones tienen

Podemos encontrar diferentes tipos de sensores IoT para invernaderos, dependiendo del tipo de parámetro a controlar y/o la función que tengan que desarrollar. Los más comunes son:

• Sensores de humedad: permiten detectar déficits en la presión de vapor, permitiendo al agricultor prevenir enfermedades en el cultivo. Además miden la humedad del suelo, permitiendo activar el riego del cultivo cuando se detecta un valor desfavorable. La información que se ha recopilado se envía a una aplicación, que permite ajustar los niveles de riego y ventilación de las plantas. 
• Sensores de calidad del aire: miden diferentes aspectos del aire como el CO₂, fundamental para la fotosíntesis, con el objetivo de mantener una concentración óptima para el crecimiento de las plantas. Además analiza otros gases como Nitrógeno, Amoniaco y Ozono que, en altas cantidades, pueden hacer que las plantas no crezcan adecuadamente, por lo que pueden activarse sistemas de ventilación que estabilicen el aire.
• Sensores de temperatura: miden la temperatura del aire y suelo del invernadero, activando si es necesario sistemas de calefacción o enfriamiento según sea necesario.  Mantener la temperatura adecuada es crucial para el crecimiento saludable de las plantas. Si la temperatura es demasiado alta o baja, puede afectar negativamente el desarrollo de los cultivos.
• Sensores para mejorar los nutrientes del cultivo: analizan la concentración de nutrientes en el suelo que tiene el cultivo para aportar a los sistemas de monitorización la información sobre la mezcla nutritiva necesaria para cada planta. 
• Sensores de luz: controlan la intensidad y duración de la luz que reciben las plantas en el invernadero. Suelen utilizarse para la activación de luces de crecimiento complementarias cuando la luz natural es insuficiente.

Cómo se implementan los sensores IoT en los invernaderos

La implementación de sensores IoT implica realizar unas consideraciones previas en cuanto a infraestructura y conectividad del invernadero para asegurar la efectividad de los dispositivos.

Es importante determinar qué factores ambientales o del entorno son críticos para los cultivos específicos que se cultivan en el invernadero y elegir los sensores que mejor se adapten.

La ubicación de estos sensores debe respetar los puntos clave para conseguir la cobertura adecuada del estado total de la plantación.

1. Instalación: en sus instrucciones se indicará cómo configurar y calibrar los sensores para asegurar una correcta medición.
2. Conexión a la red e integración: para que puedan transmitir datos en tiempo real deben estar conectados a una red estable. Luego se integran con un software o plataforma que recoge los datos para poder analizarlos.
3. Monitorización y análisis: los dispositivos deben estar conectados a un sistema central de monitoreo para que los agricultores puedan leer los datos recogidos y entender la situación del cultivo.
4. Mantenimiento y automatización: lo más destacado de esta tecnología es sumar a la implementación sistemas adicionales de automatización que respondan a las lecturas que hacen los sensores de las necesidades del cultivo y sean capaces de activar sistemas de riego automático, ventilación, calefacción, etc. 

Beneficios del uso de sensores IoT para invernaderos en los cultivos

El uso de sensores IoT invernaderos está revolucionando la forma en que se gestionan los cultivos. Estos son algunos de los beneficios de incluir sensores inteligentes:

• Monitorización en tiempo real: permite gestionar el estado del cultivo y las condiciones ambientales en tiempo real, ayudando a los agricultores a tomar decisiones más rápidas.
• Optimización de recursos: reducir los recursos empleados para el cultivo no solo beneficia al agricultor de manera económica sino que ayuda a promover un uso eficiente de estos recursos, respetando el medio ambiente.
• Reducción de costes: se maximiza la producción pero se reduce el desperdicio gracias a una gestión inteligente de los recursos, lo que repercute positivamente en el gasto que ocasiona el cultivo.
• Mejor calidad de producto: establecer un control durante el cultivo asegura un mayor control sobre las condiciones que deben darse para obtener el mejor producto final.
• Mayor seguridad en los invernaderos: estos dispositivos favorecen las condiciones de trabajo para los agricultores, por ejemplo, detectando gases tóxicos en el ambiente o una subida brusca en la temperatura.

Dispositivos y sensores IoT que puedes encontrar en el mercado agrícola

Los dispositivos y sensores IoT permiten supervisar de manera precisa y en tiempo real variables que puedan afectar al cultivo.

A continuación, te presentamos algunas de las principales empresas y herramientas disponibles en el mercado, que están causando un cambio en la agricultura sostenible y la innovación. 

– Libelium

Libelium es una empresa española, ubicada en Zaragoza, ha diseñado un software IoT para agricultura entre sus muchas ramas de trabajo con la previsión de promover prácticas más sostenibles para el medioambiente.

Ofrecen soluciones destinadas a la agricultura de precisión, de entre las que destacan los sensores inteligentes capaces de monitorizar y controlar las características de los invernaderos.

– Cropx

Cropx es un sistema de gestión agrícola, que utiliza inteligencia artificial y aprendizaje automático para recolectar datos de las condiciones del invernadero en tiempo real.

Entre sus soluciones se encuentra el uso de sensores IoT para medir la humedad del suelo y la temperatura tanto del suelo como del aire.

Estos datos son integrados en una plataforma que devuelve estos datos ya analizados al agricultor informando de las necesidades del cultivo (riego, nutrición, enfermedades, etc.), ayudando a minimizar los recursos utilizados para la producción.

– Pycno

Los sensores Pycno sirven para medir el clima y la calidad del suelo. Se caracterizan por formar red entre sí. Hay un sensor dominante, que funciona como enlace y recopila toda la información de las lecturas que envían los otros sensores. 

Esta información es transmitida a una plataforma de gestión agrícola que ayuda a los agricultores a prevenir enfermedades, factores de estrés o la proliferación de insectos en el cultivo.

Proyectos destinados al uso de sensores IoT acelerados por Cajamar Innova

Los emprendedores españoles no se han quedado atrás en el ámbito de la automatización y algunas comunidades como Madrid, Cataluña y Andalucía suman un total de 75 % de dispositivos IoT implantados en el país, según informa el periódico digital IT User Tech and Business.

Precisamente, algunos de los casos más destacados se encuentran en la provincia de Almería, con empresas como Hiotera, Grofit, Ikostech e Invernadero Inteligente. Todas ellas tienen algo en común, y es que ha sido aceleradas en el seno del Programa de Acompañamiento Integral y Personalizado de Apoyo al Emprendimiento de la Fundación Grupo Cajamar, Cajamar Innova.

Grofit 

Grofit empresa originaria de Israel que se ha asentado en España. Utiliza los datos de sensores junto con inteligencia artificial para optimizar las operaciones en los invernaderos y aumentar el rendimiento de los cultivos. 

Han desarrollado un dispositivo propio, la cápsula Grofit, de pequeño tamaño y fácil instalación, que recopila tanto de datos sobre parámetros del suelo (humedad del suelo a diferentes profundidades, evapotranspiración, conductividad eléctrica y temperatura de suelo) como parámetros climáticos (temperatura, radiación, humedad y déficit de presión de vapor).

Ikostech

Ikostech, compañía especializada en soluciones para optimizar la producción y gestionar el manejo agronómico de los cultivos, a través del uso de Internet de las Cosas (Internet of Things o IoT), el Big Data y la Inteligencia Artificial (IA).

Disponen de una batería de soluciones basadas en el uso de sensores IoT, que integran en su plataforma para dar recomendaciones de manejo precisas a los productores. 

Entre ellas, podemos destacar las que permiten el riego bajo demanda y su automatización. Para ello utilizan tensiómetros instalados en el suelo a dos profundidades, así como, una amplia gama de sensores que permiten medir las condiciones climáticas: humedad, temperatura, radiación PAR  y  D.P.V (Déficit de presión de vapor).

Además, como elemento diferenciados han desarrolla un algoritmo (Raindrop), que a partir de los datos de esos sensores permite calcular las necesidades hídricas de los cultivos, así como los rangos de trabajo del suelo en función de la etapa de demanda hídrica del cultivo.

Hiotera 

Hiotera ha desarrollado una Plataforma IoT de integración, gestión y control tanto del riego como del clima en invernaderos, que permite optimizar los consumos de agua y fertilizantes y mejorar la productividad de los cultivos.

Invernadero Inteligente 

La startup Invernadero Inteligente ha implementado sistemas basados en sensores IoT para realizar un seguimiento experimental del estado de la pitaya, junto con la cooperativa ANECOOP.

Este proyecto ha incluido herramientas de interpretación de datos con inteligencia artificial, que se emiten a través de un cuadro de mando central situado en el invernadero y se analizan mediante el uso de una APP móvil.  La recopilación de los datos se gestiona a través de sensores localizados en diferentes partes del invernadero.

Su plataforma es capaz de integrar los datos de cualquier fabricante de hardware, procesar y a través de sus algoritmos ofrecer recomendaciones precisas de  riego y del manejo sistemas de actuación del clima del invernadero para intentar mantener las condiciones más óptimas para el cultivo.

En conclusión, el uso de sensores IoT en invernaderos se presenta con una solución innovadora para afrontar los desafíos del sector, mejorando la eficiencia, la rentabilidad y la sostenibilidad en los cultivos.