Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Elastyczna platforma IoT wspiera otwarte innowacje w irygacji gruntów rolnych

Sektor rolnictwa zużywa najwięcej wody słodkiej. Jeśli dodać do tego energię niezbędną do nawadniania upraw, to wpływ rolnictwa na środowisko staje się ogromny. Zespół badawczy składający się z naukowców z Unii Europejskiej i Brazylii prowadzi pilotażowy program, w ramach którego analizuje systemy mierzące zapotrzebowanie na irygację i pozwalające zapobiegać niepotrzebnym stratom wody.

Gospodarka cyfrowa
Technologie przemysłowe
Żywność i zasoby naturalne

Prace w ramach projektu SWAMP prowadzone są w Bahii i Sao Paulo (Brazylia) oraz w Hiszpanii i we Włoszech. Naukowcy analizują pilotażowe systemy precyzyjnej irygacji oparte na internecie rzeczy (IoT). Koordynator Juha-Pekka Soininen tak opisuje ten projekt: „Głównym celem jest oszczędzanie wody i energii oraz maksymalizacja plonów i jakości upraw. Oszczędzanie wody to najważniejszy priorytet, jako że zmiana klimatu drastycznie ogranicza dostępność wody”. Prace prowadzone w ramach projektu oraz kluczowe innowacje poskutkowały utworzeniem otwartej i elastycznej platformy na potrzeby inteligentnego zarządzania wodą używaną do irygacji. Twórcy projektu SWAMP zajęli się w szczególności przygotowaniem bardzo dokładnych informacji na temat obecnej sytuacji, jeśli chodzi o stan gleby i upraw. Niezbędne informacje uzyskuje się z różnych źródeł, z których część stanowi kluczowe innowacje w ramach projektu: szacunki dotyczące zapotrzebowania na wodę oraz autonomiczne systemy kontroli dronów i przetwarzania obrazu.

Zaspokajanie różnych potrzeb

Kolejnym dużym osiągnięciem była integracja danych na temat zapotrzebowania na wodę na poziomie gospodarstw z zarządzaniem siecią dystrybucji wody przez kanały otwarte. Procesy te opierają się na symulacjach przepływu wody oraz algorytmach uczenia maszynowego. Na podstawie zgromadzonych danych opracowuje się prognozę wilgotności gleby, którą wykorzystuje się do utworzenia planu irygacji dla różnych obszarów pola. To z kolei skutkuje kolejną ważną innowacją: Opartym na IoT, zautomatyzowanym precyzyjnym systemie irygacji o wysokiej granularności, zapewniającym nawadnianie wtedy, gdy to konieczne i tam, gdzie to konieczne. „W jednym z programów pilotażowych testujemy zawory spryskiwaczy i pompy, tak by irygacja mogła odbywać się automatycznie z wykorzystaniem systemu SWAMP”, informuje Soininen i dodaje: „Rolnicy korzystają z aplikacji mobilnych oferujących wizualizację statusu pola oraz możliwość korygowania proponowanych planów irygacji”. Autorzy projektu wykorzystują programy pilotażowe jako punkt wyjściowy dla opracowywania systemów zaspokajających różne potrzeby określonych obszarów. Soininen podaje włoski program jako przykład. Koncentruje się on na sieci dystrybucji wody opartej na otwartym kanale i zoptymalizowanej stosownie do zmierzonego zapotrzebowania na wodę w przypadku upraw na gospodarstwach usytuowanych wzdłuż kanałów. Gospodarstwa przekazują dokładne dane operatorom kanałów, co umożliwia optymalizację zarządzania siecią. „W sytuacji idealnej wszystkie gospodarstwa powinny być nawadniane w tym samym czasie, tak by okres, przez który kanał jest pełny, był ograniczony do minimum”, wyjaśnia.

Pokonywanie wyzwań

Część z dostępnych technologii okazała się mniej dopracowana niż się spodziewano. Twórcy projektu SWAMP musieli na przykład wykorzystać własne sondy do badania wilgotności gleby, jako że rozwiązania dostępne na rynku nie spełniały wymogów. Niemniej jednak Soininen stwierdza, że „po dwóch latach realizacji tego trzyletniego projektu wiemy już, że nasz cel jest osiągalny”. Platforma IoT bazuje na platformie FIWARE i ma na celu zapewnienie odpowiedniej elastyczności, by można ją było dostosować do wszystkich programów pilotażowych. Główne wyzwania związane są z kosztami, różnorodnością oraz skalą uprawy roli. Z uwagi na dodatkowe kwestie techniczne i infrastrukturalne oraz cykliczne procesy nieodzownie związane z uprawą roli partnerzy projektu skupili swe wysiłki na opracowaniu podstawowego rozwiązania, które będzie mogło zaspokoić popyt tego sektora dzięki masowej produkcji. Praca nad projektem pomaga ograniczyć marnowanie wody i zużycie energii. „Efekty projektu SWAMP mają charakter globalny”, mówi z entuzjazmem Soininen. „Wykorzystanie IoT oraz systemów wspierających otwarte innowacje będzie kluczowe przy dokonywaniu zmian również w tej dziedzinie”, podsumowuje.

Słowa kluczowe

SWAMP, woda, irygacja, IoT, otwarte innowacje, uprawa roli, uprawy, rolnictwo, inteligentne zarządzanie wodą, FIWARE

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania