Prêmio Hackaday 2022: usando termômetros infravermelhos para medir o estresse hídrico das plantações

Se você mora em qualquer lugar do Hemisfério Norte, provavelmente já experimentou uma das muitas ondas de calor que ocorreram neste verão. O calor extremo é perigoso para humanos e animais, mas as plantas, incluindo colheitas importantes, também sofrem. As altas temperaturas levam ao aumento da transpiração e da evaporação e, se a água perdida dessa maneira não for reposta com rapidez suficiente, as plantas param de crescer e, eventualmente, murcham e morrem.

Para monitorar a quantidade de água disponível para as plantações, [Florian Ellsäßer] construiu o Crop Water Stress Sensor: um dispositivo que verifica se as plantas têm umidade suficiente disponível para se manterem saudáveis. Ele faz isso medindo a temperatura das folhas para calcular os níveis de evaporação. Se as folhas estiverem mais frias do que o ambiente, isso significa que a água está evaporando delas e a planta aparentemente tem água suficiente disponível. Se a temperatura das folhas estiver mais próxima da temperatura ambiente, a planta pode estar com pouca água.

O sistema de [Florian] realiza essa medição usando uma matriz de infravermelho, que é basicamente uma câmera térmica de baixa resolução que mede remotamente a temperatura de tudo em seu campo de visão. Esta matriz IR é apontada para um campo, onde verá ambas as folhas e o solo entre elas. A diferença de temperatura entre esses dois pode então ser usada para calcular o índice de estresse hídrico da cultura (CWSI), uma medida padronizada de quão bem as plantas estão hidratadas. O resultado é mostrado em um display e também indicado por meio de um conveniente LED de status vermelho-amarelo-verde que mostra se as culturas em questão precisam ser regadas.

O sistema pode ser alimentado por energia solar para operação totalmente remota, enquanto seus dados podem ser lidos através de uma interface WiFi. [Florian] está planejando atualizar o projeto com uma interface LoRa para maior alcance: o objetivo final é construir uma grande rede desses sensores em todas as áreas agrícolas e usar os dados combinados para aumentar a conscientização sobre a escassez de água em determinadas áreas. Para tornar os sensores fáceis de construir por qualquer pessoa interessada, todos os arquivos de design estão disponíveis na página do projeto.

Manter as plantações hidratadas é uma das principais tarefas da agricultura, e vimos vários projetos que visam otimizá-la e automatizá-la, desde um sensor de umidade baseado em ESP8266 simples, mas eficaz, até sistemas hidropônicos completos.