Premio Hackaday 2022: uso de termómetros infrarrojos para medir el estrés hídrico de los cultivos

Si vive en cualquier parte del hemisferio norte, es probable que haya experimentado una de las muchas olas de calor que ocurrieron este verano. El calor extremo es peligroso para los humanos y los animales, pero las plantas, incluidos los cultivos importantes, también sufren. Las altas temperaturas conducen a un aumento de la transpiración y la evaporación, y si el agua que se pierde de esta manera no se repone lo suficientemente rápido, las plantas dejarán de crecer y eventualmente se marchitarán y morirán.

Con el fin de realizar un seguimiento de la cantidad de agua disponible para los cultivos, [Florian Ellsäßer] construyó el sensor de estrés hídrico de cultivos: un dispositivo que verifica si las plantas tienen suficiente humedad disponible para mantenerse saludables. Lo hace midiendo la temperatura de las hojas para calcular los niveles de evaporación. Si las hojas están más frías que su entorno, esto significa que el agua se está evaporando y la planta aparentemente tiene suficiente agua disponible. Si la temperatura de las hojas está más cerca de la temperatura ambiente, es posible que la planta se esté quedando sin agua.

El sistema de [Florian] realiza esta medición utilizando una matriz de infrarrojos, que es básicamente una cámara térmica de baja resolución que mide de forma remota la temperatura de todo lo que se encuentra en su campo de visión. Esta matriz IR apunta a un campo, donde verá tanto las hojas como el suelo entre ellas. La diferencia de temperatura entre estos dos se puede usar para calcular el índice de estrés hídrico del cultivo (CWSI), una medida estandarizada de qué tan bien hidratadas están las plantas. El resultado se muestra en una pantalla y también se indica mediante un conveniente LED de estado rojo-amarillo-verde que muestra si los cultivos en cuestión necesitan riego.

El sistema puede funcionar con energía solar para una operación completamente remota, mientras que sus datos se pueden leer a través de una interfaz WiFi. [Florian] planea actualizar el diseño con una interfaz LoRa para un mayor alcance: el objetivo final es construir una gran red de estos sensores en áreas agrícolas y usar los datos combinados para generar conciencia sobre la escasez de agua en ciertas áreas. Para que los sensores sean fáciles de construir por cualquier persona interesada, todos los archivos de diseño están disponibles en la página del proyecto.

Mantener los cultivos hidratados es una de las tareas clave de la agricultura, y hemos visto varios proyectos que apuntan a optimizarlo y automatizarlo, desde un sensor de humedad basado en ESP8266 simple pero efectivo hasta sistemas hidropónicos completos.