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Emilio Camacho Poyato. Catedrático de Ingeniería Hidráulica. Departamento de AgronomíaUniversidad de Córdoba
Córdoba 24 de abril de 2017
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• Crecimiento a nivel mundial de la demanda de alimentosPara 2050 con 9000 millones de personas hay que aumentar un 70% la producción de alimentos
• Mejora de la eficiencia y protección del medio ambienteLos recursos son limitados y hay que usarlos de forma eficiente
• Innovación para ser más competitivosIntegrar las nuevas tecnologías y los nuevos conocimientos
• Calidad y seguridad alimentaria en la producciónExigencias de los mercados y de los usuarios
Estrategia Europea H2020 para un crecimiento inteligente, sostenible e integrador
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Primera Generación, es la agricultura de subsistencia y abarca desde la antigüedad hasta comienzos del siglo XX.
Segunda Generación, se inicia con la mecanización agraria e industrialización del campo.
Tercera Generación, es la incorporación de la tecnología a la agricultura para optimizar los recursos.
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Productividad limitada. Labores
manuales
Aumento productividad.
Revolución verde
1950
1970
Inicio mecanización precisión. GPS
1990
Incorporación de las TICs. Agricultura de
precisión2008
Evolución de la agricultura
• Agricultura 4.0• Sensorización ambiental• Uso drones y teledetección • Sistemas predictivos• Inteligencia artificial• Trazabilidad• Big Data
Situación actual y futura de la agricultura
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Evolución de los teléfonos móviles
1998 20162008Smartphone
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Monitorear Medir Organizar yalmacenar datos
Analizar y modelizar
Tomar decisiones1 2 43
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• Red de sensores inalámbricos
• Internet de las cosas (Internet of Things, IoT)
• Identificadores de radio frecuencia
• Cálculo en la nube
• Sensores remotos
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• Sensor de humedad de suelo• Sensor de conductividad• Sensor de temperatura de suelo• Sensor potencial del suelo• Sensores climáticos
• Temperatura• Radiación• Humedad relativa• Déficit de vapor • Luminosidad
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520 M 520 M520 M
2000 M 20000 M
Año: 2000 2020 2035
Evolución del número de sensores vs número de explotaciones
0
5000
10000
15000
20000
25000
2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035
Explotaciones
Sensores
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Gran cantidad de sensores muy baratos:
Microcontroladores basado en hardware libre (arduino, raspberry,..)
Unos 6 €Unos 60 €
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Típica red de sensores inalámbricos en agricultura
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Sensores: tensión del agua en el suelo
Sistema de telecontrol, Irromesh.
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Las redes de sensores dotados de cierta inteligencia distribuidas alo largo del entorno revolucionarán las aplicaciones de ciencias tandiversas como la ingeniería civil, los procesos productivos, laseguridad, la agricultura y muchas otras áreas.
El principio de internet de las cosas es la domótica. Se trata deinteractuar con las cosas de nuestra casa. Un paso más allá es dotarde inteligencia artificial a las cosas (Computación Ubicua)
https://youtu.be/H_gLVlYOl0w
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Coste 15 €- sensor de humedad- sensor de temperatura- Módulo WIFI ESP8266
Gran utilidad en el control de clima en invernaderos
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Domótica
Agromótica
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Instrumentos de medición de conductividad electromagnética (Dual-EM)
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Sistema de riego para Tomate
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Riego variable
https://www.youtube.com/watch?v=dpgi1TDf6nY
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En este tipo de cálculo todo lo que puede ofrecer un sistemainformático se ofrece como servicio, de modo que los usuariospuedan acceder a los servicios disponibles "en la nube de Internet"sin conocimientos (o, al menos sin ser expertos) en la gestión de losrecursos que usan.
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Los drones detectan:• Estrés hídrico y mala
uniformidad• Plagas• Enfermedades
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Mapas generados a través de un dron
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Métodos productivos: • Tradicionales
Agromótica
Métodos productivos:
• Optimizados
• Eficientes
• Sostenibles
• Agr. precisión
• Trazabilidad
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Suelo
Cultivo
Clima
ETcCaudal
Riego
Red
AGRONÓMICOS HIDRÁULICOS
Tiempo de riego.
Riego de precisión
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BIG DATA
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Tradicional
Toma de datos y control manual
Optimización basada en la observación
Toma de decisiones por
método intuitivo
Precisión
. Control automático
. Adquisición automática de datos
. Modelización y optimización
Sistema de ayuda a la toma de decisiones (DSS)
Sistemas predictivos
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• Mejorar la eficiencia y uniformidad del riego• Reducir costes • Aumentar la rentabilidad del cultivo• Reducir los consumos energéticos• Usar los recursos más eficientemente
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El 70 % de la humedad es extraída de la primera mitad de las raíces
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1.Riego de la fresa2.Riego en viña3.Riego en olivar con energía fotovoltaica
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Programa de optimización del riego que nos permite calcular los tiempos de riego de forma precisa, teniendo en cuenta:
- Climatología.
- Periodo de cultivo.
- Configuración del sector de riego.
- Caudal de la cinta de riego utilizada.
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Ensayos de riego de precisión determinación del tiempo de riego
Esquema parcela de ensayos
Proyecto financiado por la fundación Coca-Cola
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Forma del bulbo húmedo en función del tiempo de riego
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Evolución de la humedad en el suelo a diferentesprofundidades tras un riego de precisión en fresa
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Evolución de la humedad en el suelo a diferentesprofundidades tras un riego no de precisión en fresa
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Testigo Control del riego
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Planta solar
2. Riego en olivar
Parcela olivar
Balsa de riego
y estación de
bombeo
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- Canal del Guadalmellato
- Distancia a parcela: 1 km
- Cota bomba: 153,7 m
Sector 3
Sector 2
Sector 1
-Plantación joven de olivar
- Red de riego ya instalada
-Multitud de parcelas con
diferentes ensayos
- 128 módulos
- Bloques de 16 módulos en
serie
-Total de 8 bloques en paralelo
- Potencia Instalada 15360 W
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Caracterización hidráulica
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evaporación
Determinación necesidades de riego.
precipitación
ETc
escorrentía
Evapotranspiración cultivo:
Etc= Eto* kc * kr
percolación
Necesidades Cultivo (Riego):
NecRie= Etc - Peff
Precipitación Efectiva:
80% Prec. Registrada
Coeficientes RDC:
- cultivo
- etapa fenológica
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RIEGO INTELIGENTE
SISTEMA HIDRÁULICO
NECESIDADES DE RIEGO DEL CULTIVO
PRODUCCIÓN FOTOVOLTAICA
CONTROL SUELO
VARIABLES CLIMÁTICAS
DATOS CULTIVO
PROGRAMACIÓN DIARIA DEL RIEGO
Sincronización
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3. Riego en viña
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Sensor Decagon MPS-2
Sensores Decagon DH10S instalados a profundidades de 30 y 70 cm en la vertical del gotero y otro a 40 cm de profundidad y a 40 cm de separación del gotero
40 cm
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Dataloger y antena GPRS
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Evolución de la humedad según sensores Decagon
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• Las tecnologías de riego están lo suficientemente desarrolladas como para apoyar un manejo del riego preciso basado en un conocimiento del mismo.
• Herramientas flexibles y personalizados capaces de gestionar con eficacia los sistemas agrícolas
• El coste de la tecnología es con frecuencia para el agricultor demasiado marginal y resulta económicamente viable.
• La reducción de costes y la limitación del recurso agua están haciendo fundamental maximizar la productividad de cada gota
• El manejo de riego basado en el conocimiento ofrece una gran oportunidad para establecer en el regadío la gestión sostenible del agua a escala de cuenca hidrográfica.
• Las plataformas de riego, desarrollados por empresas y por centros de investigación, promueven una gestión sostenible del agua al analizar e integrar multitud de datos.
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https://www.youtube.com/watch?v=x07ME-D5Vfc
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Gracias por su atención
Emilio Camacho Poyato
Tlf.:957218513
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Universidad de Córdoba
Campus de Rabanales. Edificio da Vinci
14071 Córdoba