Universidad
Politécnica de Madrid

05.12.11

Combinando redes de sensores inalámbricos y “quadrotors” (helicópteros autónomos de cuatro hélices), se consigue ayudar a la prevención de las heladas en viñedos. Con esta línea de investigación, el Grupo de Robótica y Cibernética de la Universidad Politécnica de Madrid busca la fusión de diversas técnicas y tecnologías con el fin de dar solución a problemas y situaciones reales.

De entre estas, los entornos agrícolas son un contexto idóneo donde aplicar nuevas tecnologías para maximizar el rendimiento y la seguridad en los campos de cultivo. Por ejemplo, las redes de sensores inalámbricos (Wireless sensor network –WSN-) están siendo muy usadas actualmente, ya que permiten conocer diferentes parámetros asociados al estado de un cultivo de forma distribuida, instantánea y a distancia.

Los nodos WSN son pequeños dispositivos interconectados entre sí mediante una malla de comunicaciones capaz de adquirir información de su entorno y transmitirla. De esta forma, midiendo variables ambientales tanto simples (humedad, temperatura o la luz ambiente, entre otros) como complejas (la concentración específica de algún tipo de gas por ejemplo), es posible analizar el estado de maduración, la presencia de plagas en campos de cultivo o prever las condiciones climatológicas y ambientales.

Precisamente esta última es la aplicación en la que se ha centrado este trabajo. Los viñedos son muy sensibles a la temperatura, y necesitan ser protegidos cuando existe el riesgo de heladas. Sin embargo, prever con precisión dónde y cuándo se pueden producir estas es complicado ya que la diferencia de alturas o presencia de árboles, entre otros motivos, da lugar a que, con frecuencia, diferentes zonas del viñedo estén expuestas a diferentes condiciones ambientales. Por ello, la herramienta que se ha desarrollado analiza la evolución de la temperatura y la humedad en cada una de las distintas zonas, y en función de la luz estima cuándo y dónde es probable que se produzca una helada. De esta forma, el agricultor puede prevenir el daño antes de que este se produzca, minimizando el tiempo y localizándolo en las zonas con más riesgo.

Sin embargo, la distribución de sensores en el terreno sufre de un inconveniente, presente en casi todas las aplicaciones que utilizan redes de sensores en labores agrícolas: las dificultades de conectividad. Los sensores necesitan comunicarse entre ellos para transmitir la información que han recogido, pero el alcance de su señal es escaso. A esto se suma que al ser un terreno agrícola puede haber obstáculos, tanto fijos como móviles, que dificulten más aún las comunicaciones. Para garantizar el funcionamiento del sistema, independientemente de las circunstancias, se ha utilizado un vehículo aéreo que, de forma autónoma, recorre los campos recogiendo la información de cada uno de los nodos sensores. De esta forma se pueden obtener instantáneamente parámetros asociados al estado de cada una de las zonas de un cultivo, siendo posible además conectar campos lejanos entre sí y supervisar diferentes tipos de cultivo.

Juntando todas estas piezas, al final se obtiene un sistema que avisa al agricultor, a través de su móvil o de su ordenador, de cuándo y dónde va a producirse una helada. Este sistema ha sido probado satisfactoriamente en viñedos propiedad de Andrés Morate, en Belmonte de Tajo.

1 Valente J., Sanz D., Barrientos A., Cerro J., Ribeiro Á., Rossi C. An Air-Ground Wireless Sensor Network for Crop Monitoring. Sensors. 2011; 11(6):6088-6108