Bibus. 21/03/2025
Los campos de fresas están sujetos a una amenaza importante y constante por parte de los insectos, especialmente las chinches lygus, que se alimentan de la savia de las plantas de fresa. Si no se controlan, las chinches lygus perforan las semillas y dañan la flor; esto, a su vez, detiene el desarrollo de la fresa en el área que rodea el lugar donde se alimenta. Agrobot, empresa española líder en el campo de los robots y la maquinaria agrícola inteligente, en rápido crecimiento, ha desarrollado una solución única de control de plagas, que incorpora actuadores electromecánicos Thomson, para aspirar las lygus sin dañar las fresas.
Limitaciones de los sistemas de aspiración existentes
Más de la mitad de todos los productores de fresas en California controlan las plagas de lygus con potentes aspiradoras montadas en tractores. El conductor guía el tractor a través de las hileras y las aspiradoras succionan y matan las chinches lygus. Cuanto más cerca esté el aspirador de las plantas sin tocarlas, mayor será la succión y más efectiva será la eliminación de las plagas. Como las plantas varían en altura, los operadores deben ajustar a mano la altura de la aspiradora, a fin de ajustar la proximidad.
“El uso de aspiradoras acopladas a tractores es un trabajo ruidoso y polvoriento. Un agricultor nos pidió que automatizáramos la eliminación de insectos, por ser un trabajo muy desagradable que nadie quiere hacer.”, dijo Juan Bravo, CEO de Agrobot.
Una aspiradora móvil para insectos
Bravo y su equipo desarrollaron el Bug Vacuum, un potente ventilador transportado como parte de un robot móvil. El sistema de aspiración es como los de los tractores de control de plagas tradicionales, pero está equipado con sensores de detección y alcance de luz láser (LIDAR) que envían señales a un actuador integrado para subir o bajar las aspiradoras según los contornos de las plantas. Las distancias se establecen de antemano, pero también se pueden configurar.
“Para comparar el rendimiento de los sistemas controlados por humanos y por robots, cubrimos ambos robots móviles con una red mosquitera para ver cuántos insectos capturaba cada uno. La red en el vehículo automatizado capturó significativamente más lygus que el vehículo operado por humanos”, dijo Bravo.
Para poner en movimiento el robot con el Bug Vacuum, un agricultor lo lleva a un punto de partida y selecciona el "Modo automático". A partir de ese momento, los sensores LIDAR del robot detectan los surcos del cultivo como referencias para orientarse. Una vez que los surcos terminan, el controlador de navegación decide el siguiente movimiento: pasar a la siguiente fila, hacer un giro en U para pasar a un surco adyacente o finalizar el trabajo.
Una versión del Bug Vacuum utiliza un sistema de dos ventiladores para garantizar un flujo de aire uniforme en todo el ancho del lecho. A medida que el vehículo se desplaza a través de los surcos, los ventiladores de aspiración funcionan a velocidades de viento de hasta 64 kilómetros por hora para crear el vacío que arrastra a los insectos hacia arriba.
Encontrar el actuador adecuado
Debido a que mantener la distancia óptima entre la entrada del ventilador y las plantas de la fresa es tan fundamental para lograr el máximo rendimiento, Bravo evaluó varios actuadores eléctricos antes de decidirse por un modelo de Thomson Industries.
“Uno de los actuadores que probamos no pudo soportar el par que necesitábamos. Otro no tenía control final, por lo que simplemente seguía moviéndose hacia la planta. También necesitábamos actuadores que pudieran soportar el aire salino y húmedo del océano en el que prosperan las fresas. Solo los actuadores Thomson tenían todo lo que necesitábamos para controlar la precisión y exactitud de nuestro sistema”, afirmó Bravo.
En estrecha colaboración con los ingenieros de Thomson y su socio de distribución y experto en automatización BIBUS Spain, S.L., Bravo seleccionó los actuadores lineales eléctricos Electrak® HD para atornillarlos a la carcasa del ventilador a fin de controlar la distancia con las plantas. (Figura 3) El HD es una unidad compacta que puede levantar cargas de hasta 1,6 toneladas, lo que es más que suficiente para soportar el peso del ventilador. Además, la clasificación de protección del HD de IP69K estático y IP66 dinámico aborda cualquier desafío ambiental.
La electrónica a bordo y las comunicaciones CAN bus SAE J1939 integradas cumplen con la necesidad de Agrobot de control de posición y precisión, lo que permite un movimiento suave y definido. Después de que el sistema de control de navegación reciba las coordenadas de posición de los sensores LIDAR, procesa esos datos en instrucciones de movimiento para los actuadores. Los actuadores responden en tiempo real mediante el movimiento de sus vástagos hacia adelante y hacia atrás para mantener la posición del ventilador a la distancia óptima de los arbustos. Las comunicaciones entre los sensores LIDAR, la unidad de control de navegación y los actuadores se realizan a través de la red CAN bus.
“Los actuadores nos permiten definir la altura de los ventiladores y proporcionar retroalimentación sobre la posición actual para que podamos definir una posición diferente según sea necesario. Si la posición está desviada unos centímetros, demasiado alta o baja, reducirá la eficiencia o dañará las plantas, dijo Bravo.
Extendiendo sus alas
El modelo inicial de Bug Vacuum cubre una fila a la vez, pero una versión recientemente introducida utiliza seis ventiladores para extender la cobertura a tres filas. Esta mejora ha aumentado significativamente el rendimiento. Para que la versión más ancha sea fácil de transportar, se utilizan dos actuadores Electrak HD adicionales para plegar las extensiones, parecidas a alas, lo que facilita la maniobra en espacios estrechos.
Las mismas características de control robusto y resistencia ambiental que hacen que los actuadores Electrak HD sean ideales para subir y bajar los ventiladores también los hacen adecuados para plegar las alas.
Lucha continua
Agrobot está desarrollando activamente tecnologías novedosas para la agricultura. A medida que la empresa amplía sus soluciones, los ingenieros de Thomson y BIBUS Spain, S.L., trabajarán con ellos para afrontar cualquier desafío que surja en materia de actuadores. Y en cuanto a los lygus, combatirlos será una lucha eterna, ya que siguen visitando los campos de fresas.
FOTOS:
Figura 1: El robot Bug Vacuum se desplaza de forma autónoma por los campos de fresas mientras realiza un control eficiente, preciso y rentable de las plagas de lygus.
Figura 2: El robot Bug Vacuum tiene un sistema de aspiración de doble ventilador para garantizar un flujo de aire uniforme en todo el ancho del caballón. El control preciso de la altura del ventilador mediante actuadores Electrak HD logra una presión de vacío óptima, lo cual maximiza la aspiración de insectos.
Figura 3: Seguro, limpio y ecológico: los actuadores eléctricos Thomson Electrak HD ofrecen un conjunto completo de opciones de control integradas, como control de velocidad, retroalimentación de posición y fuerza y comunicación CAN bus, al mismo tiempo que funcionan de manera limpia, sin mantenimiento y con eficiencia energética.
Figura 4: El Bug Vacuum extendido con múltiples ventiladores y alas que se extienden y retraen mediante dos actuadores Thomson Electrak HD adicionales.
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