¿Qué aspectos deben controlarse en una granja vertical?

Las granjas verticales dependen de un control preciso de la iluminación, el riego, la ventilación y el suministro de nutrientes. Sin embargo, las condiciones pueden variar entre estantes, zonas de cultivo y etapas de la cosecha.

Un confiable Solución IoT para agricultura vertical Ayuda a los operadores a supervisar estos cambios en tiempo real, detectar problemas en los equipos con mayor antelación y mantener unas condiciones de cultivo más uniformes.

Los parámetros más importantes a controlar en una granja vertical incluyen:

• Temperatura y humedad del aire
• concentración de CO₂
• PAR, PPFD y fotoperíodo
• pH y CE de la solución nutritiva
• Temperatura del agua y oxígeno disuelto
• Nivel del agua y caudal de riego
• Humedad del sustrato y conductividad eléctrica (CE) de la zona radicular
• Estado de la bomba, el ventilador, la iluminación y la dosificación

¿Por qué es importante la monitorización en granjas verticales?

Las granjas verticales dependen en gran medida de los sistemas mecánicos y eléctricos. Si falla una bomba, un ventilador, una unidad de dosificación o un circuito de iluminación, las condiciones de los cultivos pueden cambiar rápidamente.

El monitoreo continuo ayuda a los productores:

• Mantener condiciones de crecimiento estables
• Detectar cambios anormales con mayor antelación
• Reducir la inspección manual
• Mejorar el riego y la gestión de nutrientes.
• Comparar diferentes estantes y zonas de cultivo
• Reciba alarmas cuando el equipo deje de funcionar.
• Registrar datos para la optimización futura de cultivos.

El objetivo no es simplemente recopilar datos. El objetivo es convertir las lecturas de los sensores en decisiones más rápidas y fiables.

1. Temperatura y humedad del aire

La temperatura y la humedad afectan directamente al crecimiento de las plantas, la transpiración y el riesgo de enfermedades.

En una granja de varios niveles, los estantes superiores pueden estar más calientes debido a la iluminación, mientras que las áreas de cultivo inferiores o más densas pueden retener más humedad. Un solo sensor a nivel de la habitación a menudo no es suficiente.

Los sensores deben colocarse cerca de zonas representativas del follaje de los cultivos y a diferentes alturas de los estantes. No deben instalarse directamente junto a luces, puertas, salidas de aire o boquillas de riego.

Los datos de temperatura y humedad también pueden utilizarse para calcular el déficit de presión de vapor (DPV), que proporciona una indicación más útil de las condiciones de transpiración de la planta.

Para proyectos que también incluyen control climático, los principios de diseño utilizados en un sistema de monitoreo de invernaderos También se puede aplicar a entornos de cultivo en interiores.

2. Dióxido de carbono

Las plantas consumen CO₂ durante el período de iluminación. En salas de cultivo cerradas, los niveles de CO₂ pueden disminuir si la ventilación o la suplementación no se gestionan adecuadamente.

La monitorización del CO₂ ayuda a los operadores:

• Controlar la inyección de CO₂
• Evite la suplementación innecesaria.
• Comparar las condiciones entre zonas
• Coordinar la ventilación y la iluminación.
• Detectar una mala distribución del aire

Los sensores de CO₂ deben instalarse cerca del nivel de los cultivos, pero lejos de las salidas directas de gas y de las corrientes de aire fuertes.

3. PAR, PPFD y fotoperíodo

La iluminación es uno de los factores más importantes en la agricultura vertical.

Los luxómetros están diseñados para la visión humana, mientras que el PAR y el PPFD son más relevantes para la fotosíntesis de las plantas. sensor de radiación fotosintéticamente activo Puede ayudar a medir cuánta luz útil para las plantas llega al follaje de los cultivos.

El seguimiento debe incluir:

• PAR y PPFD
• Uniformidad de la luz entre los estantes
• Estado de funcionamiento de la lámpara
• Fotoperíodo
• Integral de luz diaria

Esto ayuda a identificar zonas con iluminación deficiente, luminarias antiguas, altura incorrecta de las lámparas y fallos en la programación de la iluminación.

4. pH y CE de la solución nutritiva

En los cultivos hidropónicos verticales, el pH y la CE son dos de los parámetros más importantes para el manejo de nutrientes.

El pH afecta la disponibilidad de nutrientes, mientras que la CE proporciona una indicación de la concentración total de iones disueltos.

Los cambios pueden producirse debido a:

• Absorción de agua y nutrientes por las plantas
• Evaporación
• Dosificación de fertilizantes
• Adición de agua dulce
• Fuga
• Mezcla deficiente

Un completo sistema de monitoreo hidropónico Puede controlar el pH y la CE junto con la temperatura del agua, el oxígeno disuelto, el nivel y el caudal.

La CE no permite identificar nutrientes individuales, por lo que debe utilizarse como un indicador operativo en lugar de un análisis completo de nutrientes.

5. Temperatura del agua y oxígeno disuelto

La temperatura del agua afecta la actividad de las raíces y la disponibilidad de oxígeno disuelto.

A medida que aumenta la temperatura del agua, el oxígeno disuelto puede disminuir. Esto puede convertirse en un problema en los cultivos en aguas profundas y en los sistemas hidropónicos de recirculación.

La monitorización del oxígeno disuelto puede ayudar a detectar:

• Equipo de aireación averiado
• Mala circulación
• Alta temperatura del agua
• Líneas de aire bloqueadas
• Aumento de la densidad radicular

Por lo tanto, la temperatura del agua y el oxígeno disuelto deben evaluarse conjuntamente.

6. Nivel del agua y caudal de riego

Que una bomba esté funcionando no siempre significa que los cultivos estén recibiendo suficiente agua.

Las tuberías obstruidas, las válvulas cerradas, las bolsas de aire y el desgaste de la bomba pueden reducir el rendimiento del riego.

El monitoreo del nivel y el caudal del agua puede detectar:

• Niveles bajos de nutrientes en el tanque
• Riesgo de desbordamiento
• Fuga en la tubería
• Líneas de riego bloqueadas
• pérdida de rendimiento de la bomba
• Consumo de agua inesperado

Estas medidas también pueden facilitar el rellenado automático y la protección de la bomba contra niveles bajos.

7. Humedad del sustrato y conductividad eléctrica (CE) de la zona radicular.

No todas las granjas verticales utilizan hidroponía a raíz desnuda. Muchas utilizan fibra de coco, lana de roca u otros sustratos.

En estos sistemas, las mediciones del tanque pueden no reflejar con precisión las condiciones que rodean las raíces.

A sensor EC de sustrato puede ayudar a controlar la salinidad cerca de la zona radicular. Sensor EC de humedad del sustrato Puede combinar mediciones de humedad, temperatura y conductividad eléctrica (CE).

Estas lecturas ayudan a los agricultores a realizar ajustes:

• Momento del riego
• Duración del riego
• Concentración de nutrientes
• Gestión del drenaje
• Programas de descarga

Los sensores deben instalarse en la zona radicular activa, en lugar de directamente al lado del emisor de riego.

8. Estado del equipo

La supervisión de las granjas verticales también debe incluir los equipos que mantienen el entorno de cultivo.

El equipamiento importante incluye:

• Bombas de riego
• Bombas dosificadoras de nutrientes
• Aficionados
• Unidades de aire acondicionado
• Deshumidificadores
• Válvulas
• circuitos de iluminación
• Sistemas de aireación
• Puertas de enlace y controladores de IoT

Combinar las lecturas de los sensores con el estado del equipo hace que las alarmas sean más útiles.

Por ejemplo, una alarma de alta humedad debería indicar idealmente si el ventilador de circulación o el deshumidificador se han detenido.

Arquitectura de monitoreo recomendada para granjas verticales

Un sistema típico de monitorización para granjas verticales incluye cuatro capas.

1. Capa de detección

Esto incluye sensores de temperatura, humedad, CO₂, PAR, pH, CE, oxígeno disuelto, nivel de agua, flujo y sustrato.

2. Capa de comunicación

Los sensores se conectan a un controlador, RTU, registrador de datos o puerta de enlace mediante métodos como:

• Modbus RS485
• Señales analógicas
• LoRaWAN
• Ethernet
• Wi-Fi
• 4G
• MQTT
• Integración de API

3. Capa de plataforma

La plataforma ofrece:

• Paneles de control en tiempo real
• Tendencias históricas
• Comparación multizona
• notificaciones de alarma
• Exportación de datos
• Acceso remoto
• Integración de API

4. Capa de control

Los datos de monitorización se pueden conectar a:

• Zapatillas
• Válvulas
• Aficionados
• Iluminación
• Equipos de CO₂
• Sistemas de dosificación de nutrientes
• Deshumidificadores

JW-IoT Soluciones IoT para la agricultura inteligente Combina sensores, dispositivos de comunicación, plataformas en la nube y equipos de control para la agricultura vertical, la hidroponía y la agricultura en ambientes controlados.

¿Qué parámetros deben priorizarse?

Para una granja vertical básica de hortalizas de hoja verde, las primeras prioridades suelen ser:

1. Temperatura y humedad
2. PAR y programa de iluminación
3. pH y CE de la solución nutritiva
4. Temperatura del agua
5. Nivel y caudal del agua
6. Estado de la bomba y la energía

Los sistemas más avanzados también pueden requerir CO₂, VPD, oxígeno disuelto, CE de la zona radicular, monitorización de energía y control automatizado de nutrientes.

La configuración final debe depender de:

• Tipo de cultivo
• Método de cultivo
• Número de estantes
• Diseño de sistemas de riego
• Sistema de iluminación
• Requisitos de automatización
• Infraestructura de comunicaciones

Errores comunes en el monitoreo

1. Usar muy pocos sensores

Un solo sensor no puede representar todos los estantes de una granja vertical de gran tamaño.

2. Mala ubicación del sensor

Los sensores colocados junto a luces, rejillas de ventilación o salidas de nutrientes pueden proporcionar lecturas poco representativas.

3. Monitorear el tanque pero no las raíces.

El pH y la conductividad eléctrica (CE) del tanque pueden parecer normales, aunque la humedad o la salinidad de la zona radicular resulten inadecuadas.

4. Recopilación de datos sin alarmas

Un panel de control no es suficiente si nadie lo supervisa continuamente.

5. Automatización sin límites de seguridad

Las bombas y los sistemas de dosificación deben incluir tiempos máximos de funcionamiento, periodos de retardo y un mecanismo de anulación manual.

6. Ignorar la calibración

Los sensores de pH, conductividad eléctrica y oxígeno disuelto requieren limpieza y calibración periódicas.

Cómo JW-IoT respalda la monitorización de granjas verticales

JW-IoT proporciona soluciones que integran sensores y plataformas para granjas verticales, sistemas hidropónicos, invernaderos y otros proyectos de agricultura en entornos controlados.

Un sistema completo puede integrar:

• Sensores de temperatura y humedad del aire
• sensores de CO₂
• sensores PAR
• Sensores de pH y CE del agua
• Sensores de oxígeno disuelto
• Sensores de temperatura, nivel y caudal del agua
• Sensores de humedad del sustrato y de conductividad eléctrica (CE)
• Dispositivos Modbus RS485
• Puertas de enlace LoRaWAN o 4G
• Paneles de control y alarmas en la nube
• Riego y controles ambientales

El Sistema de monitorización de agricultura vertical JW-IoT Se puede configurar según el tipo de cultivo, el método de cultivo, el número de zonas y el nivel de automatización requerido.

Conclusión

Una granja vertical debería controlar algo más que la temperatura y la humedad.

Los sistemas más eficaces combinan datos sobre clima, iluminación, solución nutritiva, zona radicular, riego y equipos en una sola plataforma.

Como mínimo, la mayoría de las granjas deberían controlar lo siguiente:

• Temperatura y humedad
• PAR y programa de iluminación
• pH y CE
• Temperatura del agua
• Nivel y caudal del agua
• Estado de la bomba y del equipo

Las explotaciones agrícolas avanzadas también deberían tener en cuenta el CO₂, la VPD, el oxígeno disuelto, las condiciones de la zona radicular y el consumo de energía.

Los datos fiables procedentes de las ubicaciones adecuadas ayudan a los agricultores a mantener condiciones estables, detectar fallos con antelación y mejorar la uniformidad de la producción agrícola.

Para planificar una configuración adecuada de plataforma de sensores, puerta de enlace y monitoreo, Contacta con JW-IoT con el tipo de cultivo, el método de cultivo, el número de estantes y los parámetros requeridos.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuáles son los parámetros de monitorización más importantes en una granja vertical?

Los parámetros principales son la temperatura, la humedad, el CO₂, la radiación fotosintéticamente activa (PAR), el pH, la conductividad eléctrica (CE), la temperatura del agua, el oxígeno disuelto, el nivel del agua, el caudal de riego y el estado del equipo.

2. ¿Cuántos sensores necesita una granja vertical?

La cantidad depende del tamaño de la explotación, la altura de las estanterías, el flujo de aire, el tipo de cultivo y las zonas de riego. Las instalaciones grandes suelen requerir sensores en varios niveles de estanterías.

3. ¿Por qué las granjas verticales deberían monitorizar el PAR en lugar del lux?

PAR y PPFD miden la luz que las plantas pueden utilizar, mientras que el lux se basa en la sensibilidad visual humana.

4. ¿Son suficientes el pH y la CE para el control de nutrientes?

Son indicadores operativos esenciales, pero la CE no muestra la concentración de cada nutriente individual.

5. ¿Es necesario monitorizar el oxígeno disuelto en todas las granjas verticales?

Es especialmente importante en el cultivo en aguas profundas y en los sistemas hidropónicos de recirculación.

6. ¿Se puede automatizar la monitorización de las granjas verticales?

Sí. Los datos de los sensores pueden controlar bombas, válvulas, luces, ventiladores, sistemas de CO₂ y equipos de dosificación de nutrientes.

7. ¿Pueden los sensores JW-IoT conectarse a un controlador existente?

Los dispositivos JW-IoT pueden admitir interfaces como RS485 Modbus, señales analógicas, LoRaWAN, 4G, MQTT e integración de API.

8. ¿JW-IoT proporciona sistemas completos de monitorización para granjas verticales?

Sí. JW-IoT puede proporcionar sensores, pasarelas, registradores de datos, integración con plataformas en la nube, alarmas y componentes de control.