Η εφαρμογή αισθητήρων σε μηλεώνες της Αγιάς για υποβοήθηση στην άρδευσή τους

Γράφει ο Φάνης Γέμτος,
γεωπόνος, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας

Το Πρόγραμμα ATLAS είχε και μια σειρά εφαρμογών «έξυπνης» διαχείρισης της άρδευσης οπωρώνων της περιοχής. Είχα τη χαρά να ξεναγηθώ σε έναν από τους πιλοτικούς αγρούς και να δω τις εφαρμογές. Ήταν ένας υπέροχος μηλεώνας με τα δέντρα

κατάφορτα από μήλα. Είχε έξι ποικιλίες μήλων με δέντρα περιποιημένα, αραιωμένοι καρποί με αναμενόμενη παραγωγή κοντά στους 5 τόνους το στρέμμα. Το έδαφος καλυμμένο με βλάστηση ώστε να περιορίζεται η διάβρωση. Ο έλεγχος της βλάστησης με χορτοκοπτικά. Ο παραγωγός μας είπε ότι δεν είχαν ιδιαίτερο πρόβλημα με τον παρατεταμένο καύσωνα στην περιοχή, καθώς είναι σε κάποιο υψόμετρο (δίπλα από το Μεταξοχώρι) και επηρεάζεται από την εγγύτητα της θάλασσας.
Στον οπωρώνα είχαν εγκατασταθεί μια σειρά από αισθητήρες που κατέγραφαν την υδατική κατάσταση του οπωρώνα. Όλοι οι αισθητήρες μαζί με εγκατεστημένους στην περιοχή μετεωρολογικούς σταθμούς ήταν συνδεδεμένοι και αποτελούσαν ένα σύστημα IoT (Internet of Things). Δεν έχω βρει το όρο στα Ελληνικά, αλλά υποθέτω θα ήταν ιντερνέτ ή διαδίκτυο των πραγμάτων ή των μηχανών. Τι είναι αυτό; Θα προσπαθήσω να το εξηγήσω. Στο διαδίκτυο που όλοι χρησιμοποιούμε συνδέονται άνθρωποι μεταξύ τους ή με μια μηχανή και αλληλοεπιδρούν. Π.χ. μιλάμε με τα παιδιά μας στο εξωτερικό. Ή αναζητούμε μια πληροφορία και η μηχανή της Google μας βρίσκει ό,τι υπάρχει στο διαδίκτυο. Με το IoT οι μηχανές επικοινωνούν και αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους. Αισθητήρες συγκεντρώνουν δεδομένα, τα μεταδίδουν σε κάποια άλλη μηχανή που τα επεξεργάζεται και μπορεί να δίνει εντολές π.χ. να τους ρυθμίσει ή να επεξεργάζεται τα στοιχεία και να δίνει εντολή πότε πρέπει να ποτιστεί το χωράφι και με ποια ποσότητα. Μπορεί να μετρά την ποιότητα του νερού, καθώς και τη στάθμη του νερού στις γεωτρήσεις. Αυτό μπορεί να πάει στον παραγωγό που θα ενεργοποιήσει το αρδευτικό σύστημα ή να ποτίσει το σύστημα μόνο του.
Το Πρόγραμμα ATLAS έχει χαρτογραφήσει μια περιοχή με τις καλλιέργειες (στην περίπτωση μηλιές), τύπους εδάφους κ.λπ., όπου έχει εγκαταστήσει αισθητήρες και μετεωρολογικούς σταθμούς. Τα δεδομένα με κάρτες κινητού τηλεφώνου μεταφέρονται στο σύννεφο. Εκεί επεξεργάζονται και δίνουν στοιχεία για το πότε πρέπει να ποτίσει ο αγρότης. Ο αγρότης μπορεί να το δει αυτό μπαίνοντας στον ιστότοπο των υπηρεσιών, ο οποίος θα γίνει ευρέως διαθέσιμος την επόμενη καλλιεργητική περίοδο. Βάζοντας το βελάκι στο χωράφι του μπορεί να πάρει την πληροφορία και να προγραμματίσει την άρδευση. Πραγματικά εντυπωσιακό. Η Ελληνική εφαρμογή είναι το Υδρολογικό Παρατηρητήριο του Πηνειού και σε αυτό συνεργάζονται και άλλα χρηματοδοτούμενα από την Ε.Ε. ερευνητικά προγράμματα.
Ας δούμε όμως τι αισθητήρες έχουν εγκαταστήσει στο αγρόκτημα που επισκέφτηκα. Αρχικά και το πιο απλό είναι αισθητήρες υγρασίας του εδάφους. Είναι κάτι κάρτες σαν σπαθάκια που τοποθετούνται σε διαφορετικά βάθη στο έδαφος και καταγράφουν την υγρασία του. Είναι συνδεδεμένα με όργανο που τα ελέγχει και στέλνει τις μετρήσεις στο σύννεφο. Η χρήση της μετάδοσης με κάρτες τηλεφώνου τεχνολογίας ΝΒ-ΙοΤ έλυσε το πρόβλημα που είχαμε παλαιότερα με την ασύρματη μετάδοση που δεν μπορούσε να λειτουργήσει, καθώς τα φυτά εμπόδιζαν τη μετάδοση.
Ένας άλλος αισθητήρας μετρούσε τη ροή του νερού και επομένως την ποσότητα του νερού που εφαρμοζόταν. Το υδρόμετρο που φαίνεται στη φωτογραφία μετρά παροχή και μεταδίδει άμεσα στο σύννεφο. Η διεύθυνση υδάτων θα μπορούσε ίσως να βάλει τέτοια υδρόμετρα στις γεωργήσεις αντί για τα μηχανικά που βάζει και να έχει άμεση πληροφορία για τη χρήση νερού. Υποθέτω ότι δεν θα κλέβονται και εύκολα, καθώς με τα συστήματα που έχουν θα παρακολουθούνται καλύτερα. Με βάση την υγρασία του εδάφους υπολογίζεται το έλλειμα νερού και η ανάγκη άρδευσης. Σε συνδυασμό με τα μετεωρολογικά στοιχεία εκτιμάται ο χρόνος άρδευσης και η ποσότητα νερού που ο παραγωγός μπορεί να δει στο διαδίκτυο.
Για την εκτίμηση της διαθέσιμης υγρασίας στο έδαφος υπάρχει και ένα όργανο νετρονίων. Tα ταχέα νετρόνια επιβραδύνονται από το υδρογόνο, οπότε η έντασή τους σχετίζεται αρνητικά με την υγρασία στο έδαφος. Έτσι, το όργανο αυτό μετράει την κοσμική ακτινοβολία σε μια ακτίνα περίπου 150 μέτρων και συσχετίζοντάς τη με μετρήσεις υγρασίας έχουμε τελικά μια μέση υγρασία εδάφους για όλο τον αγρό..
Ένα άλλο στοιχείο μετρά τη ροή των χυμών στον κορμό των δέντρων. Η ιδέα είναι να βάλουμε ένα θερμόμετρο (θερμοζεύγος) στον κορμό του δέντρου και ένα εκτός. Η ροή των χυμών του φυτού ψύχει το θερμόμετρο και δημιουργεί διαφορά θερμοκρασίας με το εξωτερικό θερμόμετρο. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας, τόσο μεγαλύτερη είναι η κυκλοφορία των χυμών και τόσο καλύτερη είναι η υδατική κατάσταση του φυτού. Άρα δεν χρειάζεται πότισμα. Το αντίθετο όταν η διαφορά θερμοκρασίας μειώνεται.
Το Πρόγραμμα χρησιμοποιεί και άλλα εργαλεία, όπως πρότυπα (μοντέλα) εκτίμησης της άρδευσης, όπως ένα του FAO που εκτιμά τη ποσότητα νερού που πρέπει να εφαρμόσουμε. Όλα αυτά συνδυάζονται και επεξεργάζονται στο σύννεφο και δίνουν άμεσα στοιχεία που βοηθούν τον παραγωγό να διαχειριστεί την άρδευση του χωραφιού του. Θα ποτίσει όταν πρέπει και θα εφαρμόσει την ποσότητα του νερού που χρειάζεται βελτιώνοντας την παραγωγή του, εξοικονομώντας νερό και κόστος. Μια ιδιαίτερα χρήσιμη εφαρμογή νέων τεχνολογιών που μας έρχονται με γρήγορους ρυθμούς για να συμβάλλουν στους στόχους ενός εθνικού προγράμματος αγροτικής ανάπτυξης.