Cómo la tecnología agrícola moderna está redefiniendo la agricultura para siempre

Adoptar la energía fotovoltaica como la tecnología agrícola moderna que revolucionará la agricultura. (Fuente – Shutterstock)

PorMuhammad Zulhusni | 2 agosto, 2023

En un salto pionero para la tecnología agrícola moderna, un equipo de investigadores de la India ha desarrollado un sistema diseñado para mejorar el crecimiento de los cultivos en áreas sin acceso a una red eléctrica. El sistema, construido sobre los principios de la energía fotovoltaica, emplea un panel fotovoltaico, hardware de módulo adicional (AOMH), una batería, convertidores CC-CC, dispositivos de energía, automatización y sensores. Al incorporar además una bomba de agua, un ventilador, aspersores nebulizadores y solenoides de riego por goteo, es una solución integral para la regulación del clima en la agricultura.

Esta solución, diseñada en la Universidad de Tecnología Netaji Subhas en India, es una tecnología agrícola protegida y controlada por el medio ambiente (PECFT, por sus siglas en inglés) impulsada por energía fotovoltaica, diseñada explícitamente para granjas remotas y fuera de la red.

Las condiciones ambientales extremas impredecibles y la falta de agua subterránea afectan significativamente a las economías agrícolas. Esta realidad es especialmente cierta para las granjas pequeñas y no electrificadas en áreas remotas, donde la producción de cultivos a menudo puede ser esporádica e insuficiente debido a los riesgos inherentes de la agricultura en campo abierto.

Universidad Tecnológica Netaji Subhas. (Fuente – revista pv)

Simultáneamente con el desarrollo de sistemas de riego fotovoltaicos dependientes de aguas subterráneas, se están realizando esfuerzos para maximizar el uso del sistema fotovoltaico. Al reconocer la necesidad urgente de tecnologías agrícolas económicas, la propuesta PV_PECFT ofrece una solución holística para la agricultura de bajo costo al combinar la producción de alimentos, la generación de energía fotovoltaica y la conservación del agua en el sector agrícola.

Anuradha Tomar, autora principal de la investigación, informó a pv magazine que esta solución, aunque diseñada pensando en personas de bajos ingresos, podría implementarse en cualquier lugar. La solución busca abordar las brechas en la agricultura de bajo presupuesto proporcionando un sistema integral que mejore la producción de alimentos y energía fotovoltaica al mismo tiempo que gestiona los recursos hídricos de manera eficiente.

Muhammad Zulhusni | 6 de junio de 2023

Según el artículo de investigación "Tecnología agrícola controlada por el entorno protector basada en energía fotovoltaica sostenible como impulsores de la economía para los sectores agrícolas", publicado en la revista Smart Agriculture Technology, el control del microclima es una característica crítica del sistema propuesto. Este control se logra considerando varios parámetros ambientales, incluyendo temperatura, humedad, niveles de fotosíntesis, CO2, nivel de humedad, ventilación, riego y fertirrigación.

El prototipo de este sistema, con unas dimensiones de 2.400 mm × 1.700 mm × 2.365 mm, puede albergar entre 24 y 28 plantas en un volumen total de 5,57 metros cúbicos.

Aunque el PV_PECFT puede parecer sencillo, es un proyecto multidisciplinario que abarca varios campos como la ciencia, la ingeniería eléctrica y electrónica, la IoT, la mecánica, la ingeniería estructural, la óptica, la química, la botánica, la horticultura, la ciencia del suelo, la metrología y la ingeniería hidráulica. Además, cerrar la brecha de comunicación entre esta tecnología agrícola y sus usuarios potenciales a menudo requiere la participación de ONG o agencias gubernamentales.

El sistema utiliza una fuente de energía sostenible con control estratégico de energía y conmutación para minimizar las pérdidas eléctricas y térmicas. También asegura un control óptimo del microclima y niveles de fotosíntesis según la etapa de crecimiento del cultivo y las condiciones ambientales predominantes.

El sistema está alojado dentro de una estructura y comprende un AOMH, un panel solar, una batería, convertidores CC-CC, dispositivos de energía, automatización y sensores. También incluye una bomba de agua, un ventilador, nebulizadores por aspersión y solenoides de riego por goteo para control del clima. El panel fotovoltaico, equipado con una lámina de vidrio que actúa como refractor y reflector, suministra energía para el control de la temperatura y la generación de energía.

Los científicos destacan la importancia de ajustar la energía del sistema para asegurar una fotosíntesis adecuada y satisfacer las necesidades del cultivo. Gestionan estos ajustes a través de un modelo de índice de seguimiento del estado de equilibrio energético (E2SMI), que desencadena acciones adecuadas en el punto óptimo, contrarrestando el impacto de las variaciones climáticas externas y maximizando el ahorro de energía.

Un sistema que utiliza un ciclo completo de cultivo de tomate y compara los resultados con el cultivo tradicional en campo abierto. (Fuente – Shutterstock)

El equipo validó este sistema utilizando un ciclo completo de cultivo de tomate y comparó los resultados con la agricultura tradicional en campo abierto. Observaron que el índice de área foliar (LAI) era de 1,44 a 1,58 veces mayor que en campos abiertos, y el retorno de la inversión (ROI) aumentó un 9,24%. También señalaron que un módulo AOMH integrado con el MPPT podría proporcionar una ganancia de energía adicional promedio del 10,32 % en comparación con un sistema sin un módulo AOMH.

En su conclusión, los investigadores sugirieron que los sistemas más grandes podrían mejorar aún más el retorno de la inversión. Señalaron que los parámetros/valores considerados en este estudio son preliminares y se ajustarán en función del rendimiento de los cultivos y de experiencias futuras.

Esta innovadora innovación de la Universidad Tecnológica Netaji Subhas de la India tiene el potencial de transformar significativamente el panorama agrícola mundial, especialmente en las regiones fuera de la red. Actualmente, sirve como salvavidas para granjas remotas y no electrificadas que enfrentan condiciones climáticas impredecibles y escasez de agua subterránea. Al ofrecer una solución agrícola rentable con energía fotovoltaica, enciende un rayo de esperanza en regiones donde la producción constante de cultivos es una lucha.

Más allá de sus implicaciones actuales, esta tecnología tiene un gran potencial para el futuro de la agricultura. No sólo ofrece un método sostenible para maximizar el rendimiento agrícola, sino que también es un testimonio de las posibilidades de fusionar ciencia y tecnología para encontrar soluciones prácticas. La integración exitosa de diversas disciplinas (ciencia, IoT, ingeniería y horticultura) demuestra el poder de la colaboración interdisciplinaria en la resolución de problemas.

De cara al futuro, con mayores ajustes y ampliación, esta tecnología podría redefinir las prácticas agrícolas en todo el mundo, incluso en las regiones desarrolladas. Presenta un enfoque prometedor para la agricultura sostenible y la generación de energía renovable, abordando dos desafíos críticos de nuestra era. Mientras nos esforzamos por lograr un mundo más verde y sostenible, innovaciones como esta tecnología agrícola impulsada por energía fotovoltaica subrayan la importancia del pensamiento innovador y la integración tecnológica en nuestro viaje hacia ese futuro.

PorMuhammad Zulhusni

Muhammad Zulhusni

Como periodista de tecnología, Zul se centra en temas que incluyen la computación en la nube, la ciberseguridad y la tecnología disruptiva en la industria empresarial. Tiene experiencia en moderar seminarios web y presentar contenido en video, además de tener experiencia en tecnología de redes.