A la recerca de l'hivernacle sostenible amb reg amb humitat ambiental

La Universitat Oberta de Catalunya (UOC) i l'empresa barcelonina LENIUM han engegat una recerca conjunta per dissenyar un sistema de reg que, en un context de sequera com l'actual, pot esdevenir una contribució rellevant per fomentar una agricultura més sostenible i adaptada al canvi climàtic. El projecte, finançat amb el programa Nuclis per a projectes R+D en l'àmbit de canvi climàtic de l'any 2023 de l'Agència per a la Competitivitat de l'Empresa (ACCIÓ) de la Generalitat de Catalunya, està enfocat al cultiu en hivernacles i té com a objectiu la creació d'un dispositiu per a la captació i retenció d'aigua procedent de la humitat ambiental que, després, s'aprofitarà per regar els cultius de l'hivernacle en funció de les necessitats que determini una xarxa de sensors soterrats.

El projecte Sistema Eficient de Reg a partir d'Humitat Ambient (SER HUMÀ) té una durada de tres anys, el darrer dels quals es dedicarà a proves de cultiu real en un hivernacle de 250 metres quadrats a les instal·lacions de l'Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA) a Cabrils. Joan Melià, professor dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació i investigador del grup de recerca Wireless Networks (WINE), de l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3), lidera la participació de la UOC. Com a expert en identificació per radiofreqüència, serà el responsable de dissenyar el sistema de sensors de l'hivernacle per tal de controlar-ne el grau d'humitat.

Ones de radiofreqüència per interpretar la humitat

 "Treballarem amb dispositius d'identificació per radiofreqüència a ultra alta freqüència (UHF RFID) similars als de les etiquetes d'inventariat que porten les peces de roba a les botigues. És una tecnologia estàndard que es comunicarà amb un seguit d'antenes adaptades o dissenyades de nou per al projecte", explica Melià. Com que la presència d'aigua interfereix en el funcionament de les antenes, gràcies a un programari específic i al coneixement adquirit en recerques anteriors, els investigadors de la UOC podran interpretar propietats de les ones que comuniquen els sensors amb les antenes i traduir-les en valors d'humitat del sòl. En concret, es fixaran en aspectes com ara la intensitat i la fase del senyal o la freqüència i el canal de lectura, entre d'altres.

"L'avantatge d'aquests sensors és que no tenen bateries i funcionen de manera passiva amb l'energia de les ones de radiofreqüència que li envia l'equip lector. Unes quantes antenes poden alimentar desenes de sensors que, a més, són reutilitzables i tenen un cost molt baix, de pocs cèntims d'euro. En cas de demostrar-ne la viabilitat, ens permetria fer un seguiment molt acurat i econòmic dels cultius", apunta l'investigador de la UOC.

El control del grau d'humitat dels sòls de cultiu serà un aspecte crucial del projecte, ja que la quantitat d'aigua que produirà el procés de deshumidificació serà limitada, així que caldrà fer-ne un ús tan eficient com sigui possible. Tot i que el projecte està vinculat a un clima mediterrani perquè es posarà a prova en un hivernacle del Maresme, els investigadors creuen que, si se'n demostra l'èxit, serà fàcilment adaptable a altres ubicacions amb climes relativament humits.

Tecnologia en proves la primavera vinent

El projecte preveu que cap a la primavera de l'any vinent començarà la fase de validació de la tecnologia amb una prova real de cultius de tomàquet, carabassó o mongeta, en funció de l'època de l'any. Aquesta fase de la recerca determinarà, entre altres factors, si és més beneficiós instal·lar els captadors d'humitat dins o fora dels hivernacles i si se n'obté prou aigua. Els sensors d'humitat en el sòl desenvolupats per la UOC es compararan en condicions de cultiu soterrats a diferents profunditats —10, 20 i 40 cm— en relació amb els valors que indiquin altres sensors que ja hi ha al mercat i que utilitzen altres tecnologies.

El reg a l'hivernacle serà per degoteig i la dosi es calcularà en funció de la demanda evaporativa de les plantes segons les dades climàtiques, i ajustada depenent del contingut d'aigua del sòl que determinin els sensors. El projecte també preveu controlar el rendiment dels diferents cultius per calcular els quilos produïts per aigua de reg aportada i escatir si aquest sistema s'acosta a l'autosuficiència i, per tant, també a poder ser considerat com un hivernacle sostenible.

Col·laboració universitat-empresa

Aquesta recerca de la UOC es duu a terme juntament amb LENIUM, una empresa especialitzada en el desenvolupament i finançament de projectes d'energies renovables i economia circular amb grans consumidors, principalment a les regions del nord d'Àfrica i del Sahel. LENIUM també dedica part de la seva activitat a la recerca i desenvolupament, i té com a focus el camp de l'agrivoltaica —la producció d'energia solar al camp mentre es manté l'activitat agrícola o ramadera— i l'obtenció d'aigua mitjançant energies renovables en zones àrides o amb estrès hídric. Aquest projecte és un pas endavant cap al disseny d'un hivernacle sostenible i autosuficient en l'àmbit energètic i hídric per al conreu de vegetals. Mentre el seu equip de recerca treballi per crear el dispositiu amb panells absorbents i adsorbents per retenir l'aigua quan la humitat relativa superi el 30 %, els investigadors de la UOC implementaran el sistema de sensòrica.

Amb el suport d'ACCIÓ.

Aquesta recerca afavoreix objectius de desenvolupament sostenible (ODS) de l'ONU, com són: 2. Fam zero, 12. Producció i consum responsables i 13. Acció pel clima.

UOC R&I

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle XXI mitjançant l'estudi de la interacció de la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital.

Els més de 500 investigadors i investigadores i més de 50 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC, un programa de recerca en aprenentatge en línia (e-learning research) i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

A més, la Universitat impulsa la innovació en l'aprenentatge digital mitjançant l'eLearning Innovation Center (eLinC), i la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Els objectius de l'Agenda 2030 per al Desenvolupament Sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC. Més informació: research.uoc.edu.