Al calor de los datos: un sistema innovador para detectar heladas
10 noviembre 2016 - 03:45
Estudiantes de la UTN diseñaron un sistema de alerta de heladas para proteger viñedos, mediante una red de sensores que recaban datos sobre temperatura y humedad. Así, los productores podrían contar con información al instante y registros históricos para tomar mejores decisiones.
Las heladas pueden llevar a la destrucción total de los cultivos y cada productor utiliza diferentes métodos para protegerse. En la zona de Cuyo, por ejemplo, lo que suele hacerse es llenar tachos con combustible líquido, que puede ser kerosén o biodiésel, y encenderlos cuando hay pronóstico de helada. Para esto, el productor necesita reunir a sus peones y salir al campo con antorchas para prender cada calefactor individualmente, algo que suele hacerse por la madrugada.
Con el objetivo de simplificar esta práctica, un grupo de estudiantes desarrolló un sistema, bautizado PromeTEO, que consiste en una red de sensores que brinda información de temperatura y humedad en diversos puntos y que está pensado especialmente para los cultivos de la vid. Mediante el sensado del campo, la información recabada es transmitida en tiempo real y centralizada en un sistema que emite alertas y presenta mapas de calor, además de gráficos sobre la evolución de la temperatura a lo largo del tiempo para que el productor pueda tomar mejores decisiones, como encender cierta zona de calefactores, así como planificar el combustible que necesitará.
El proyecto surgió de una tesis de grado de un grupo de estudiantes de la Ingeniería en Sistemas de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN) Regional Buenos Aires y tomaron la idea de un requerimiento de solución tecnológica del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación (MINCYT).
Prototipo del sistema PromeTEO que consta de sensor, indicador LED de funcionamiento y placa controladora.
Guido Ruiz, miembro de este equipo de estudiantes, explicó a TSS: "Nos pudimos contactar con la persona que escribió este requerimiento, el ingeniero Sergio Salinas, y de hecho es una guía para nosotros en todo el proyecto. Con el avance del desarrollo tuvimos contacto con productores, que nos contaron cómo encaran el problema de las heladas y qué es lo que se hace. Eso nos sirvió para nuestra investigación previa, porque nosotros somos estudiantes de Sistemas y no tenemos nada que ver con el agro".
Los sensores fueron adquiridos e integrados en una placa que digitaliza la información y la transmite a la base central a través de una conexión inalámbrica con protocolo MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), uno de los estándares de lo que se conoce como Internet de las cosas. Además, el grupo ideó un sistema de alimentación eléctrica a través de energía solar para evitar cualquier tendido de cables que pueda afectar la producción de los viñedos. Los datos son volcados en una aplicación web que permite geolocalizar los límites del campo y la ubicación de cada sensor para tener una visualización intuitiva de la información.
El hardware utilizado se basa en una microcomputadora Raspberry PI 3, que recibe y procesa los mensajes de los sensores y aloja la base de datos (Mongo DB, replicada en "la nube"). La placa controladora de los sensores es un dispositivo electrónico embebido (hardware y software integrados) de código abierto llamado NodeMCU. Los componentes electrónicos, incluidos los del módulo de alimentación solar (panel solar, batería de litio, regulador de tensión y circuitos integrados), son importados. "Queríamos hacer un desarrollo propio de la placa controladora pero el tiempo no nos alcanzaba, así que quedó para un futuro", dice Ruiz.
"Hoy en día los productores no tienen este tipo de datos, se hace todo a ojo", explica Ruiz. Y agrega: "El productor ve que hay un pronóstico de helada y enciende los calentadores porque no quiere perder la producción, no puede asumir ese riesgo y quizás no era necesario hacerlo en ese momento, sino que podía esperar dos horas más y en un campo de siete hectáreas tener dos horas de calefacción es mucho combustible, un montón de litros que se desperdician y que tienen un costo enorme". A esto también se suman los riesgos de manipulación de los combustibles en el campo.
Las heladas pueden llevar a la destrucción total de los cultivos y cada productor utiliza diferentes métodos para protegerse.
El registro de datos también permite mejorar la planificación de la producción. Los datos históricos permiten saber que, por ejemplo, si en los últimos tres años durante el mes de julio se gastaron 50 litros de kerosén, existen altas probabilidades de que para ese mes el productor deba disponer de esa cantidad disponible en el campo.
Además de Ruiz, que trabaja en la gestión del proyecto y en la electrónica, los otros integrantes del equipo son Leandro Di Lorenzo y Leandro Partescano, que se encargan de electrónica y el software que controla los sensores y las placas. También se sumaron dos desarrolladores –Javier Fernández y César Vera– que se encargaron del diseño de los algoritmos, del desarrollo de la aplicación web y de la visualización de los gráficos.
El grupo de estudiantes atraviesa el último año de la carrera y entre los objetivos que se plantearon para 2017 está el diseño de calefactores con encendido automático, configurables por el productor. Este desarrollo permitirá también el encendido individual de los calefactores según la temperatura en el sitio específico donde se mide y sujeto a la decisión del productor, quien, con la información del sistema, podrá evaluar los riesgos y las ventajas de cada situación, y así elegir entre ahorrar combustible o bajar el riesgo de pérdida de producción.