Creazione di un sensore di umidità del terreno più conveniente

Colleen Josephson, professoressa associata di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università della California, Santa Cruz, ha costruito un prototipo di un tag passivo a radiofrequenza che potrebbe essere interrato e riflettere le onde radio provenienti da un lettore in superficie, tenuto da una persona, trasportato da un drone o montato su un veicolo. Il sensore indicherebbe ai coltivatori il livello di umidità presente nel terreno in base al tempo impiegato dalle onde radio per percorrere il tragitto.
L'obiettivo di Josephson è quello di promuovere l'uso del telerilevamento nelle decisioni in materia di irrigazione.
"La motivazione principale è migliorare la precisione dell'irrigazione", ha affermato Josephson. "Decenni di studi dimostrano che quando si utilizza l'irrigazione basata su sensori, si risparmia acqua e si mantengono rese elevate".
Tuttavia, le attuali reti di sensori sono costose e richiedono pannelli solari, cablaggi e connessioni Internet che possono costare migliaia di dollari per ogni sito di sonda.
Il problema è che il lettore dovrebbe passare nelle vicinanze del tag. Stima che il suo team possa farlo funzionare entro 10 metri dal suolo e fino a 1 metro di profondità nel terreno.
Josephson e il suo team hanno costruito un prototipo riuscito del tag, una scatola attualmente grande quanto una scatola da scarpe contenente il tag a radiofrequenza alimentato da un paio di batterie AA e un lettore da superficie.
Grazie al finanziamento della Foundation for Food and Agriculture Research, intende replicare l'esperimento con un prototipo più piccolo e realizzarne decine, sufficienti per le prove sul campo in aziende agricole a gestione commerciale. Le prove riguarderanno verdure a foglia verde e frutti di bosco, perché queste sono le colture principali nella valle di Salinas, vicino a Santa Cruz, ha affermato.
Uno degli obiettivi è determinare la capacità del segnale di attraversare le chiome frondose. Finora, presso la stazione, sono stati interrati dei tag adiacenti alle linee di gocciolamento fino a 75 cm di profondità e si stanno ottenendo letture accurate del terreno.
Gli esperti di irrigazione del Nord-ovest hanno elogiato l'idea (l'irrigazione di precisione è effettivamente costosa), ma hanno sollevato molte domande.
Chet Dufault, un coltivatore che utilizza strumenti di irrigazione automatizzati, apprezza il concetto, ma si è opposto alla manodopera necessaria per portare il sensore in prossimità del tag.
"Se devi inviare qualcuno o te stesso... puoi infilare una sonda nel terreno in 10 secondi con la stessa facilità", ha affermato.
Troy Peters, professore di ingegneria dei sistemi biologici alla Washington State University, si è chiesto in che modo il tipo di terreno, la densità, la consistenza e la irregolarità influiscono sulle letture e se ogni posizione debba essere calibrata individualmente.
Centinaia di sensori, installati e manutenuti dai tecnici aziendali, comunicano via radio con un singolo ricevitore alimentato da un pannello solare, distante fino a 450 metri, che trasferisce i dati al cloud. La durata della batteria non è un problema, perché i tecnici visitano ogni sensore almeno una volta all'anno.
I prototipi di Josephson risalgono a 30 anni fa, ha affermato Ben Smith, specialista tecnico dell'irrigazione per Semios. Ricorda di averli interrati con fili scoperti che un operaio collegava fisicamente a un data logger portatile.
I sensori odierni possono analizzare i dati relativi ad acqua, nutrizione, clima, parassiti e altro ancora. Ad esempio, i rilevatori di terreno dell'azienda effettuano misurazioni ogni 10 minuti, consentendo agli analisti di individuare le tendenze.