Desarrollo de un prototipo universal para adaptación de equipos centrífugos de abono convencionales en equipos de aplicación variable

Abstract

La Agricultura de Precisión constituye un nuevo paradigma en la agricultura de hoy. A objetivos como el aumento de la productividad o de la eficiencia económica, se les unen otros en auge como el respeto medioambiental y un riguroso control en la seguridad alimentaria. En general las técnicas de agricultura de precisión requieren de un mejor conocimiento de las necesidades del cultivo y del suelo, y también del empleo de la maquinaria más adecuada que tenga en cuenta la variabilidad espacial y temporal en las necesidades de los cultivos. En este contexto, este estudio tiene como objetivo principal, el diseño, desarrollo y evaluación de una plataforma universal para controlar una abonadora centrífuga convencional mediante un monitor comercial inicialmente diseñado para el control de barras de pulverización de productos líquidos, lo que permite la adaptación dinámica de la cantidad de fertilizante sólido según las necesidades reales del cultivo. Para el desarrollo del sistema de control fue necesario realizar una caracterización de la abonadora mediante pruebas de calibración del sistema dosificador. También se han desarrollado los distintos módulos de hardware (módulo para el control de los discos, interacción con el sistema de control de líquidos comercial, etc.) necesarios para automatizar las acciones que se realizan durante el funcionamiento de la máquina. Para la gestión del sistema se utiliza la plataforma de hardware libre de bajo coste Arduino que resulta fácilmente adaptable para otras abonadoras, desarrollando un software capaz de gestionar el resto de componentes. Finalmente se monta todo el conjunto a bordo del tractor y se realizan las pruebas de funcionamiento. Se comprobó que el sistema trabaja correctamente, con una respuesta adecuada, consiguiendo automatizar el proceso de variar la dosis durante la marcha de forma eficaz.Como se observa en estos primeros resultados, la utilización de este equipo como elemento importante en una aplicación variable de insumos, puede suponer una reducción económica y del impacto medioambiental de la operación, además de permitir una distribución mas racional del nitrógeno u otros fertilizantes en campo, algo sin duda de especial relevancia en sistemas modernos de producción.

Precision Agriculture represents a new paradigm in modern agriculture. To objective such as increasing productivity and economic efficiency, are joined other arising objective as the environmental concern. Precision agriculture techniques require a better understanding of crop and soil needs, and the use of precise machinery that take into account the spatial-temporal variability across fields. In these terms, the goal of this study was the design, development and evaluation of a universal platform to control a conventional disc fertilizer spreader, and thus able to manage the amount of fertilizer on the go. A specific on-field calibration was necessary to determine the spreader settings for a given type of fertilizer. The components of the hardware modules (control system of disks, interaction with sections control system, etc.) capable of automating actions performed in operation of the spreader were developed. The control system was developed based on an open-source and low-cost microcontroller-board (Arduino), which could be adapted easily to other spreader model, and a firmware capable to control the hardware components. Once installed on-board, field tests were provided to investigate the proper functioning and response time (approx. 1 sec) of the control system and achieve automate the process of varying the fertilizer dose on the go. As noted these preliminary results, the utilization of this prototype as an essential part of a variable input application may found an economic reduction in fertilizer operation and environmental impact, and allows the control of nitrogen or other fertilizer in fields, techniques that definitely significant in modern agriculture production systems.