GroPeRBot: Un sistema robótico autónomo para detectar la humedad del suelo agrícola con tecnología georadar

La gestión eficiente del agua es un factor clave para incrementar la productividad de la actividad agrícola de acuerdo con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la Agenda 2030. Para mejorar la eficacia y la eficiencia en el uso del agua de riego en la agricultura y en la transformación de alimentos, nace el proyecto GroPeRBot, en el que participan el Centro de Diseño de Equipos Industriales (CDEI) y el grupo Geofísica e Ingeniería Sísmica (GiES) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC).

El objetivo del proyecto es demostrar la aplicabilidad de sistemas autónomos de detección electromagnética en la identificación de las propiedades del suelo agrícola y, en concreto, en la detección de la humedad del suelo en distintas profundidades.

Un robot autónomo para detectar la humedad del suelo

Para llegar a este objetivo se creará un prototipo de robot autónomo de inspección del terreno, basado en la convergencia de tecnologías: la robótica móvil autónoma, el radar de subsuelo o GPR (Ground Penetrating Radar), el reconocimiento y clasificación automáticos con Machine Learning, y la toma de decisiones autónoma basada en los datos sensoriales.

A través de un radar de subsuelo (GPR) se hará la prospección geofísica del terreno que permitirá detectar objetos sepultados y cambios a través de propiedades electromagnéticas. Con los datos que se recojan, y usando redes neuronales, se evaluará el contenido de agua en el subsuelo para determinar parámetros electromagnéticos del medio, los cuales permitirán detectar si hay agua, la cantidad y la localización en el subsuelo. Los datos fusionados de superficie y de subsuelo permitirán mapear y almacenar las características del suelo de grandes extensiones de terreno.

El CDEI llevará a cabo las tareas de integración del robot autónomo y el GPR, adaptando la plataforma para poder albergar el georradar e integrar el sistema de navegación, y participará en las fases de adaptación mecánica de la plataforma robótica, integración de los sistemas de alimentación y electrónica y del software, así como en los posteriores experimentos y fase valorativa.

Resultados e impacto esperado

GroPeRBot tendrá como resultado el desarrollo del prototipo de un robot autónomo de inspección del terreno capaz de detectar la humedad del suelo a diferentes profundidades. Para esta tarea, y a diferencia otras herramientas existentes, no habrá que hacer ensayos extractivos, minimizando así el coste, el tiempo y también el impacto sobre el ecosistema.

GroPeRBot contribuirá a la digitalización del sector, en concreto, a la agricultura de precisión, para lograr un ahorro de recursos y una mayor eficiencia en la producción.

Otras potenciales aplicaciones serán la identificación del estado de madurez y salud de los tubérculos, la caracterización detallada de la calidad del subsuelo (contaminantes y tipos de suelo) y el mapeo de la red de raíces en profundidad para la mejora de la eficiencia de los recursos y la reducción del derroche de productos.

Presupuesto y financiación

El proyecto ha sido financiado a través de la convocatoria de Ayudas a las actividades de demostración en transferencia tecnológica del Programa de Desarrollo Rural de Cataluña 2014-2022 (PDR 2014-2022), del Departamento de Acción Climática, Alimentación y Agenda Rural, Generalitat de Catalunya. GroPeRBot está dotado de un presupuesto total de 44.956.02 € y tiene una duración de 18 meses (de junio de 2022 a febrero de 2024).