Programa de Ayuda: Convocatoria de Proyectos Estratégicos, 2018. ESTRATEGIA RIS3Mur

Título: INVERNADEROS 4.0 PARA LA PRODUCCIÓN  SOSTENIBLE DE SUPERALIMENTOS BERRIES 4.0. 

Expediente: 2I18SAE00060

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

En los últimos años se ha cuestionado la sostenibilidad del sector hortícola en la región debido al impacto medioambiental que podría tener esta actividad. Esta visión se ha agravado con la eutrofización de acuíferos, en parte debido al aumento de nitratos y fosfatos provenientes de los lixiviados agrícolas. Esto junto con otros problemas estructurales del sector hortofrutícola está repercutiendo negativamente sobre uno de los pilares de la economía murciana. Por tanto, es necesario aportar medidas y soluciones para revitalizar es sector agrícola regional. En esta línea el presente proyecto aporta soluciones innovadoras y alternativas de futuro que ayudarán a potenciar el sector agrícola murciano.

OBJETIVOS DEL PROYECTO

El objetivo general de este proyecto es desarrollar un sistema integral de manejo y control para el cultivo sostenible de Arandandos en invernadero.

Este proyecto se basa en el desarrollo en paralelo de cuatro aspectos fundamentales en sistemas de producción en cultivos protegidos:

1. Desarrollo de un sistema integral (hardware) para el manejo y gestión de riego, nutrición y clima en invernadero con cultivos sin suelo en sistema cerrado.

2. Desarrollo de una arquitectura de control multicapa para la gestión de cultivos en invernadero basado en las últimas tecnologías de Internet de las Cosas (IoT), sistemas Ciber-físicos (CPSs) y plataforma software en la nube (Cloud Computing). Esto nos permitirá la deslocalización de la inteligencia del sistema y la personalización de la producción, principios heredados de la filosofía de Industria 4.0.

3. Desarrollo de un sistema de análisis de información (Bigdata), modelización del sistema y ayuda para la toma de decisiones para optimizar la rentabilidad de las explotaciones agrícolas, principalmente en invernaderos.

4. Establecimientos de las condiciones agronómicas óptimas para producción sostenible de los llamados “superalimentos”, donde se sitúan los frutos rojos o frutas del bosque.

TAREAS

1. DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA INTEGRAL PARA LA GESTIÓN DE LOS CULTIVOS
   1. Diseño de un sistema integral para manejo del cultivo
   2. Construcción del sistema integral
   3. Desarrollo de un sistema de purificación sostenible
   4. Monitorización, corrección y optimización del sistema

2. SISTEMAS INTELIGENTES PARA LA GESTIÓN EN LA AGRICULTURA DE PRECISIÓN SIN SUELO EN CULTIVO PROTEGIDO
   1. Diseño y desarrollo de una arquitectura de control flexible multicapa para el control del sistema integral
   2. Análisis inteligente de datos y modelización del sistema de control con el fin de optimizar la productividad del cultivo

3. ESTABLECER LAS CONDICIONES AGRONÓMICAS PARA EL CULTIVO DE SUPERALIMENTOS
   1. Acondicionamiento y puesta a punto de los sistemas de cultivo
   2. Establecimiento de los sustratos óptimos para los cultivos estudiados
   3. Establecer la calidad de agua óptima para los cultivos estudiados
   4. Validación de cultivo sostenible en sistema cerrado con reutilización de los drenajes

4. DIFUSIÓN DE LOS RESULTADOS DEL PROYECTO

5. GESTIÓN Y COORDINACIÓN

PRINCIPALES ELEMENTOS INNOVADORES

Creación de un nuevo sistema de gestión y manejo de los componentes esenciales de un invernadero de última generación.

Se va a desarrollar un Sistema de purificación de agua que mejorara la eficiencia hídrica de los sistemas actualmente en el mercado.

Sistema para la valorización de los residuos de salmuera, que contribuirá a la economía circular.

Sistema de eliminación del boro, uno de los grandes problemas actualmente en los sistemas de desalación.

Tics aplicados a la gestión agrícola. A esto hay que añadir todo el “know how” sobre la producción agronómica que se implementaría en el software que acompaña al sistema.

Utilización de muchas de las tecnologías que cubre de lo que denomina “Industria 4.0” aplicado a la agricultura de precisión.

Utilización de análisis inteligente de datos, modelado y optimización del sistema para predecir el funcionamiento del invernadero y poder hacer un control preciso.

Deslocalización del sistema de monitorización y control y conectividad desde cualquier lugar y dispositivo.

Procesamiento de la información en la plataforma.

Utilización de dispositivos CPS (Cyber Physical Systems) [16] en la capa de hardware de control, siendo accesibles directamente desde cualquier plataforma y software en Internet autorizado, siguiendo la filosofía de IoT “Internet de las Cosas” [15], a través de sus protocolos MQTT (Message Queue Telemetry Transport) o CoAP (Constrained Application Protocol).

Los controladores (CPS’s) se pueden adaptar a cualquier invernadero o explotación: todas las entradas/salidas son reconfigurables.

Utilización de las últimas tecnologías en comunicaciones con los sensores (IoT), bien por cable, a través de buses, o bien inalámbricas, permitiendo mayor flexibilidad de la instalación a menor coste.

Control climático preciso, lo que supone un ahorro energético del invernadero.

Integración de sistemas. Sistemas informáticos para optimizar los inputs y reducir costes de producción. Conexión con ERPs y logística de la empresa.

Establecimiento de las condiciones óptimas para la producción de nuevos cultivos en condiciones controladas

Sistema sostenible, ya que al ser cerrado evitamos la contaminación por drenajes que actualmente tienen los sistemas abiertos.

Ahorro de agua y fertilizantes al ser un sistema con recirculación de drenajes

Obtención de productos de alta calidad, debido al control preciso de los parámetros que influyen sobre esta.

Productos más saludables ya que se minimiza el uso de fitosanitarios.

Disminución de la huella de carbono debido a la reducción del uso de fertilizantes.