Le risorse terrestri e idriche sempre più limitate hanno stimolato lo sviluppo dell’agricoltura di precisione, che utilizza la tecnologia di telerilevamento per monitorare i dati ambientali dell’aria e del suolo in tempo reale per aiutare a ottimizzare i raccolti.Massimizzare la sostenibilità di tali tecnologie è fondamentale per gestire adeguatamente l’ambiente e ridurre i costi.
Ora, in uno studio recentemente pubblicato sulla rivista Advanced Sustainable Systems, i ricercatori dell’Università di Osaka hanno sviluppato una tecnologia wireless di rilevamento dell’umidità del suolo che è in gran parte biodegradabile.Questo lavoro rappresenta una pietra miliare importante nell’affrontare i rimanenti colli di bottiglia tecnici nell’agricoltura di precisione, come lo smaltimento sicuro dei sensori usati.
Poiché la popolazione globale continua a crescere, è essenziale ottimizzare i rendimenti agricoli e ridurre al minimo l’uso della terra e dell’acqua.L’agricoltura di precisione mira ad affrontare queste esigenze contrastanti utilizzando reti di sensori per raccogliere informazioni ambientali in modo che le risorse possano essere adeguatamente assegnate ai terreni agricoli quando e dove sono necessarie.
Droni e satelliti possono raccogliere una grande quantità di informazioni, ma non sono ideali per determinare l’umidità del suolo e i livelli di umidità.Per una raccolta dati ottimale, i dispositivi di misurazione dell'umidità dovrebbero essere installati sul terreno ad alta densità.Se il sensore non è biodegradabile, deve essere raccolto al termine della sua vita, il che può richiedere molto lavoro ed essere poco pratico.Raggiungere la funzionalità elettronica e la biodegradabilità in un'unica tecnologia è l'obiettivo del lavoro attuale.
"Il nostro sistema include più sensori, un alimentatore wireless e una termocamera per raccogliere e trasmettere dati di rilevamento e posizione", spiega Takaaki Kasuga, autore principale dello studio.“I componenti nel terreno sono per lo più rispettosi dell’ambiente e sono costituiti da nanocarta.substrato, rivestimento protettivo in cera naturale, riscaldatore in carbonio e filo conduttore in stagno.
La tecnologia si basa sul fatto che l'efficienza del trasferimento di energia wireless al sensore corrisponde alla temperatura del riscaldatore del sensore e all'umidità del terreno circostante.Ad esempio, quando si ottimizza la posizione e l'angolazione del sensore su un terreno liscio, l'aumento dell'umidità del suolo dal 5% al 30% riduce l'efficienza di trasmissione dal ~46% al ~3%.La termocamera acquisisce quindi le immagini dell'area per raccogliere contemporaneamente i dati sull'umidità del suolo e sulla posizione del sensore.Alla fine della stagione del raccolto, i sensori possono essere interrati nel terreno per biodegradarsi.
"Abbiamo ripreso con successo aree con umidità del suolo insufficiente utilizzando 12 sensori in un campo dimostrativo di 0,4 x 0,6 metri", ha affermato Kasuga.“Di conseguenza, il nostro sistema è in grado di gestire l’elevata densità di sensori necessaria per l’agricoltura di precisione”.
Questo lavoro ha il potenziale per ottimizzare l’agricoltura di precisione in un mondo sempre più limitato in termini di risorse.Massimizzare l’efficacia della tecnologia dei ricercatori in condizioni non ideali, come un posizionamento inadeguato dei sensori e angoli di pendenza su terreni grossolani e forse altri indicatori dell’ambiente del suolo oltre i livelli di umidità del suolo, potrebbe portare a un uso diffuso della tecnologia da parte del settore agricolo globale. Comunità.
Orario di pubblicazione: 30 aprile 2024