Invernaderos inteligentes
Un invernadero inteligente tiene la capacidad de controlar las variables ambientales que afectan al cultivo. El sistema de comunicación se realiza a través de Internet entre los sensores y controladores con la aplicación alojada en un servidor en la nube que proporcionará un acceso web desde cualquier lugar y dispositivo móvil.
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Funcionamiento
El funcionamiento de un invernadero inteligente se basa en el empleo de un ordenador central al que se conectan un conjunto de sensores, que recogen las variaciones de los distintos parámetros respecto a unos valores programados inicialmente. Estos sistemas a su vez pueden estar conectados a los sistemas de fertirriego, regulación climática, encendido de luces artificiales, etc.
Los sensores se distribuyen en diferentes sectores, pudiendo funcionar cada uno de forma autónoma. En el controlador central se recoge la información captada por los sensores, se coordinan las actuaciones y se envían las órdenes a los distintos sectores. En cada sector se encuentran los "actuadores" que realizan la tarea de abrir o cerrar ventanas, puertas, encender o apagar los sistemas de riego o luz, etc.
Sistemas controlados por el invernadero
Control climático
Se instalan dos estaciones meteorológicas, una en el interior para controlar los parámetros climáticos del cultivo, y otra en el exterior para el control del clima externo con objeto de realizar las operaciones pertinentes como el cierre de la ventilación en caso de lluvia, o fuertes vientos.
Control del riego y la aplicación de
nutrientes
Controla la frecuencia del riego y la aplicación de nutrientes mediante una programación impuesta por el agricultor o el técnico de la explotación, o a partir de señales externas mediante el uso de sondas de estado hídrico del suelo y/o la planta, mediante sondas de una estación climática. La programación de la aplicación de nutrientes se realiza a partir de la programación del riego, programando un equilibrio nutricional concreto para cada estadío fisiológico del cultivo.
Control de temperatura
El control de la temperatura se realiza mediante sondas de temperatura instaladas en una estación climática en el interior del invernadero. A partir de la medida de la temperatura se programa una serie de actuadores dependiendo de la misma. Así podemos encontrar entre los automatismos mecanismos de apertura y cierre de ventanas cenitales y laterales y ventiladores para provocar la bajada de temperatura en el interior del invernadero y sistemas de calefacción para aumentar la temperatura.
Ejemplo de aperturas y cierres de distintos sistemas de ventilación
Primavera / Verano
Otoño / Invierno
Control de humedad
La humedad relativa es monitoreada en la estación climática del interior del invernadero y actúa sobre el funcionamiento de sistemas de nebulización (fog system) o cooling system para aumentar la humedad o sobre los sistemas de ventilación forzada para evacuar el aire demasiado húmedo del invernadero.
Control de iluminación
La iluminación se controla mediante el accionamiento de mecanismos que extienden pantallas de sombreo instaladas normalmente en el interior del invernadero que reducen la radiación incidente sobre el cultivo cuando esta es demasiado elevada, lo que evita que se produzcan quemaduras en las hojas de las plantas. También puede aumentar la radiación en determinados periodos conectando sistemas de iluminación artificial instalados en el invernadero con objeto de suministrar un mayor número de horas de iluminación que actúan sobre los fotoperiodos de las plantas provocando cambios en los estadíos fisiológicos y aumentos en las producciones debido al incremento en la tasa fotosintética.
Las lámparas comunes encontradas en los invernaderos sirven para la iluminación del recinto, pero las lámparas led RGB aportan luz azul y roja a las plantas. Estas luces tienen la capacidad de influir en el proceso de fotosíntesis de las plantas por sus espectros.
https://agriculturers.com/luces-led-una-alternativa-eficiente-para-optimizar-la-produccion-en-invernaderos/
Las luces LED, ya sea como suplemento o como única fuente de luz, muestran en general un gran potencial en la producción intensiva en invernaderos, por su efecto en promover el crecimiento vegetativo y en poder regular la floración de muchas especies de plantas, debido a su alta eficiencia en emitir las diferentes longitudes de onda que las plantas requieren. Además, ofrecen muchas ventajas con respecto a otras fuentes de iluminación como una mayor eficiencia energética, una mayor duración, más resistencia, menor costo de energía, etc.
Control de CO2
Controla los sistemas de aplicación de CO2, en base a las
mediciones del contenido en el interior del invernadero.
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Parámetros de control / automatización del invernadero
El funcionamiento de estos parámetros de control dentro del invernadero está dado por los sensores. Permiten que las variables dentro del invernadero sean cuantificadas de forma visible ofreciendo una orientación cualitativa respecto a las condiciones ambientales del cultivo.
Por otro lado, si nos referimos, a la parte de control existen diseños automatizados basados en respuestas de sensores que permiten el acondicionamiento, control y manejo de estas variables
Control del riego
- Xilema®: líder en fertirrigación controlada en cultivos de alto rendimiento tanto en invernaderos como al aire libre. Es una herramienta muy útil para la programación de riegos y fertilización.
- Carros de riego: carros de riego para semilleros que permiten automatizar el riego y hacer un reparto uniforme de los aportes de agua y fertilizantes.
Climatización
- Controlador climático: controla los distintos factores climáticos que requiera el cultivo como ventilación, calefacción, pantallas térmicas, humidificación, etc.
- Ventilación: puede ser forzada o natural con puertas y cierres manuales o automatizados bajo el control de la estrategia de la ventilación
- Calefacción: a través del agua y aire
- Humidificación
- Fog System a alta presión
- Equipo de nebulización a baja presión
- Control de CO2
Controles fitosanitarios
- Equipo de pulverización HUMIFITO®
Control de iluminación
- Recoge y procesa datos como la temperatura, humedad o radiaciones solares en las distintas zonas del invernáculo. A partir de ahí, actúa con ventilaciones, sombreado o nebulizaciones automáticas
Ventajas que ofrece la automatización
- Ahorro de costes derivados de la mano de obra.
- Ahorro de energía y agua.
- Mantenimiento del ambiente óptimo para el cultivo.
- Control de enfermedades producidas por hongos al mantener el cultivo en condiciones de baja humedad relativa.
- Control de los procesos fisiológicos de la planta.
- Incrementos en la producción y en la calidad de la cosecha.
- Ofrece la posibilidad de realizar un registro de datos que ayude a verificar los efectos del clima en el cultivo, ajustando los parámetros según los efectos valorados en el registro.
- Gestión del invernadero mediante comunicación telemática.
- Sistema de alarma que avisa cuando los controladores tienen fallos en su funcionamiento.
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La importancia de este tipo de tecnología, es que además de automatizar procesos, los datos recolectados le permitirán al especialista en agronomía o técnico de cultivos implementar estrategias para la aplicación de fertirriego, así como acondicionar el cultivo a su temperatura ideal.
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Satélites Argentinos: SAOCOM
SAOCOM (Satélite Argentino de Observación Con Microondas) es un sistema de dos satélites de observación terrestre de la agencia espacial de Argentina, CONAE. Este es un proyecto desarrollado en colaboración con la Agencia Espacial Italiana (ASI) e integra de manera operacional, junto con los satélites italianos COSMO-SkyMed, el SIASGE.
La serie de satélites SAOCOM abarca el desarrollo de instrumentos activos que operan en el rango de las microondas. Consiste en la puesta en órbita de dos constelaciones, SAOCOM 1 y SAOCOM 2, donde la segunda serie tendrá incorporados ciertos avances tecnológicos que resulten de la experiencia de la primera. Cada constelación está compuesta a su vez por dos satélites, denominados A y B respectivamente, básicamente similares, por la necesidad de obtener la revisita adecuada.
Se prevé un tiempo de vida útil estimado de por lo menos 5 años para cada satélite. En cuanto a la órbita, se pretende obtener en ambos casos una cobertura global y contar con un ciclo de repetición orbital de 16 días para cada satélite, lo que resulta en 8 días para la constelación. Los satélites SAOCOM 1A y SAOCOM 1B comparten los mismos requerimientos de diseño, de funcionalidad y operatividad, por lo que su desarrollo se lleva a cabo en simultáneo dando como resultado dos satélites idénticos.
Objetivo
El objetivo central de los satélites SAOCOM de Observación de la Tierra es la medición de la humedad del suelo y aplicaciones en emergencias, tales como detección de derrames de hidrocarburos en el mar y seguimiento de la cobertura de agua durante inundaciones.
Historia
El proyecto SAOCOM fue presentado en el año 1998, a pedido del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria y la Secretaría de Agricultura de la Nación, con el objetivo de brindar información de suelos, aguas y vegetación, así como prevención y gestión de catástrofes mediante observaciones con su radar en banda L.
Desde 1992, la CONAE y la Agencia Espacial Italiana colaboraron juntos en los proyectos SAC-B y SAC-C. Al mismo tiempo que la CONAE anunciaba el proyecto SAOCOM, Italia comenzó a desarrollar el proyecto Cosmo-SkyMed de similares características, aunque con un rol dual (civil y militar) y antena radar de banda X. Las buenas relaciones entre las agencias llevaron a una serie de reuniones preliminares que se llevaron a cabo a fines de los 90 e inicios de los 2000, en las que se asentaron las bases de lo que sería el SIASGE, Sistema Ítalo Argentino de Satélites para la Gestión de Emergencias. Dicho sistema, que fue firmado en julio de 2005, permite compartir la información obtenida por los satélites argentinos e italianos, así como el uso de estaciones terrenas. El acuerdo fue renovado en mayo de 2016.
En junio de 2002, el SAOCOM 1A superó la Revisión Preliminar de Diseño. Dicha revisión se llevó a cabo en el Centro Espacial Teófilo Tabanera, con presencia de miembros de la CONAE, INVAP, NASA, AEB y la CNES. En su momento, se preveía la fecha de lanzamiento a fines del año 2004, algo que fue constantemente retrasado debido a la complejidad del proyecto y restricciones presupuestarias.
En octubre de 2008, el SAOCOM 1A volvió a realizar una segunda Revisión Preliminar de Diseño, la cual fue una vez más superada. A su vez, ese mismo año, la CONAE recibió un crédito del Banco Interamericano de Desarrollo para realizar el proyecto.
El 16 de abril de 2009, CONAE firmó con SpaceX un contrato de lanzamiento orbital para los satélites SAOCOM 1A y 1B mediante un cohete Falcon 9.
En octubre de 2017, se finalizó de construir la plataforma de servicios del satélite, lo que permitió iniciar los primeros ensayos ambientales en CEATSA. En diciembre del mismo año, se completó la integración mecánica del satélite y del 7 al 11 de mayo de 2018, se llevó a cabo la Revisión de la Calificación del Segmento Terreno de la misión en el Centro Espacial Teófilo Tabanera, la cual fue superada.
El 15 de julio de 2018 se cerró por última vez la antena radar del SAOCOM 1A, cerrando el ciclo de ensayos, por lo que el 30 del mismo mes aterrizó en el Aeropuerto Internacional de Bariloche un Antonov An-124 de la empresa Volga-Dnepr Airlines, para retirar el satélite. Al día siguiente por la madrugada, se inició el traslado del satélite desde las instalaciones de INVAP hacia el aeropuerto. Despegando así el 1 de agosto de 2018, y arribando a la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg el 2 de agosto de 2018.
El 9 de agosto de 2018, se llevó a cabo la presentación y anuncio de lanzamiento del SAOCOM 1A en el Museo del Bicentenario. En el mismo acto, se realizó un homenaje a Conrado Varotto, exdirector Ejecutivo y Técnico de la CONAE.
Diseño y construcción
Los satélites argentinos de Observación con Microondas SAOCOM 1A y 1B han sido diseñados, producidos, testeados y operados por argentinos en el marco del Plan Espacial Nacional.
Las mantas térmicas que cubren el satélite fueron diseñadas y construidas por el Departamento de Aeronáutica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata. Los paneles solares fueron integrados por el Laboratorio Tandar de la CNEA. Mientras que el diseño de la antena radar fue realizado por el Instituto Argentino de Radioastronomía, siendo calificada e integrada por VENG. La empresa Ascentio Technologies desarrolló el centro de operaciones del satélite.
Los satélites están equipados con un radar de apertura sintética (SAR, por sus siglas en inglés) polarimétrico en banda L de 1.275 GHz y una antena desplegada de 35m², lo que los convierte en las antenas más grandes de uso civil en el espacio.
Lanzamiento
El lanzamiento del SAOCOM 1A estaba planeado para el sábado 6 de octubre, pero por pedido de la empresa SpaceX fue retrasado un día para llevar a cabo pruebas extras. Finalmente fue lanzado el 7 de octubre a las 23:21 hora oficial Argentina.
Video del lanzamiento: https://youtu.be/zw4X8p5zVZE
El lanzamiento del El SAOCOM 1B originalmente planeado para el 30 de marzo, debió ser postergado debido a restricciones creadas por la pandemia de enfermedad por coronavirus. El satélite permaneció en las instalaciones de Cabo Cañaveral, mientras que el equipo técnico regresó a la Argentina. La campaña de lanzamiento se reanudó en julio, y el lanzamiento fue realizado el 30 de agosto de 2020 a las 20:18hs hora oficial Argentina. Un cuarto de hora después del despegue, aproximadamente, se produjo la separación del satélite y tomó contacto con la primera estación que monitorea su viaje, ubicada en la ciudad de Lima, Perú. Tras verificarse la apertura de los paneles solares, inició el paso por Tierra del Fuego.
Video del lanzamiento: https://www.youtube.com/watch?v=YoepEQ_G2PE&ab_channel=T%C3%A9lam
Bibliografía
- https://www.novagric.com/es/blog/articulos/que-es-un-invernadero-inteligente
- https://www.novagric.com/es/invernaderos-automatizados-inteligentes
- https://www.odins.es/soluciones/invernadero-inteligente/
- https://impactotic.co/invernadero-inteligente-en-colombia/
- https://prezi.com/dgzay-dyii75/invernaderos-inteligentes-y-automatizados/
- https://saocom.invap.com.ar/
- https://es.wikipedia.org/wiki/SAOCOM
- https://www.argentina.gob.ar/ciencia/conae/misiones-espaciales/saocom