Los controles de iluminación inteligentes para invernaderos reducen los costos

Según un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Georgia, un nuevo sistema de iluminación conectado a Internet para invernaderos podría reducir drásticamente la factura eléctrica de un agricultor.

Publicado recientemente en Plants , el estudio mostró que un sistema de control de iluminación predictivo podría optimizar la iluminación de las plantas al predecir la luz solar y encender las luces solo cuando sea necesario. Los datos mostraron que los agricultores podrían reducir los costos de electricidad de sus invernaderos hasta en un 33 % al optimizar sus luces.

En días lluviosos o nublados, las plantas reciben iluminación adicional para compensar la falta de luz solar. Si bien son efectivas, estas luces pueden ser costosas, ineficientes y consumir grandes cantidades de electricidad. Un informe de 2017 del Departamento de Energía de EE. UU. estimó que la iluminación hortícola consumía $600 millones en electricidad cada año.

“Cuando las luces LED llegaron al mercado por primera vez, nos dieron la oportunidad de controlar la iluminación del invernadero a un nivel que antes no era posible”, dijo Marc Van Iersel, profesor de la Facultad de Ciencias Agrícolas y Ambientales. "En ese momento, se estaba investigando mucho para optimizar las luces, pero casi nadie estaba trabajando en el control inteligente del sistema de iluminación".

“La electricidad utilizada para las luces está entre el 10 % y el 30 % del costo de funcionamiento de un invernadero”, dijo Van Iersel. "Nuestra investigación comenzó con la idea de que, si podemos reducir este costo, podemos tener un impacto muy rápido en la eficiencia y la sostenibilidad de los invernaderos".

Shirin Afazli, estudiante de maestría en ingeniería eléctrica, construyó un sistema de control que usa sensores para medir las condiciones climáticas actuales, y Ph.D. el estudiante Sahand Mosharafian y el profesor asociado Javad Mohammadpour Velni desarrollaron algoritmos de predicción de luz en sus laboratorios. En combinación, el sistema puede predecir la cantidad de luz solar en el futuro. Esto le permite optimizar las luces dentro del invernadero y dar a las plantas la cantidad correcta de luz.

Los invernaderos se usan predominantemente durante el invierno y la primavera, por lo que el equipo probó su sistema durante ambas temporadas de crecimiento. Ambos experimentos mostraron costos reducidos y al mismo tiempo mantuvieron el crecimiento de las plantas; sin embargo, el nuevo sistema tuvo un mayor impacto durante la primavera. Redujo los costos en un 33 % en primavera, pero solo en un 4 % en invierno. El sistema genera la mayor cantidad de ahorros mientras brilla el sol. Debido a que los meses de invierno tienen días más cortos, se requiere que las luces estén encendidas con más frecuencia.

Según los investigadores, el ahorro de costos real podría ser aún mayor. Sus experimentos asumieron un costo fijo de electricidad, pero en el mundo real, las granjas están sujetas a precios variables. El equipo ya programó el sistema para tener en cuenta esta variable y planea publicar investigaciones futuras que muestren tasas de ahorro más altas. A medida que la población del planeta continúa aumentando, encontrar formas de producir más alimentos con menos recursos se vuelve cada vez más importante.