Los sensores de calidad del agua con energía solar podrían ayudar a los acuicultores a proteger sus activos acuáticos y salvaguardar el futuro de los alimentos.
por la Universidad Rey Abdullah de Ciencia y Tecnología
La acuicultura actualmente suministra más de la mitad de los mariscos del mundo, y en los últimos 10 años, las ganancias de la piscicultura mundial se han cuadruplicado a más de $ 230 mil millones anuales. Sin embargo, la contaminación de las actividades industriales se está infiltrando en estanques comerciales y está matando peces por valor de millones de dólares. Los fertilizantes agrícolas, por ejemplo, aumentan los nutrientes en el agua y producen floraciones de algas. A medida que las algas se descomponen, utilizan el suministro de oxígeno , lo que hace que los peces se asfixien.
Al vigilar la calidad del agua, los acuicultores pueden actuar cuando se detectan niveles nocivos de contaminación. Sin embargo, la mayoría de los sensores comerciales solo monitorean una cosa a la vez, como los niveles de acidez u oxígeno, en dispositivos individuales que el agricultor debe verificar manualmente. Las alternativas multifuncionales son voluminosas, caras y necesitan un operador experto.
Crear dispositivos electrónicos que hagan varias cosas a la vez es un desafío, y a menudo existe una compensación entre la calidad y la cantidad de funciones. El ingeniero eléctrico Muhammad Hussain y su equipo crearon un pequeño sensor autoalimentado que monitorea múltiples características de calidad del agua y transmite los datos a través de Bluetooth.
Los investigadores construyeron este sistema multisensorial utilizando un circuito integrado multidimensional (MD-IC). «Integrar diferentes funciones en un chip de computadora es complejo y costoso», explica el autor principal, Nazek El-Atab. «Pero hemos combinado varias fichas en un cubo para que cada cara tenga un propósito diferente». Los chips conectados entonces actúan como un solo dispositivo.
El cubo está diseñado para flotar con los sensores de pH, temperatura, salinidad y niveles de amoníaco en el lado que mira hacia abajo. La carcasa está ponderada para garantizar que siga siendo así, incluso cuando los peces la molestan. «Queríamos crear algo pequeño y ligero», dice Nazek. «El agricultor simplemente puede arrojar el dispositivo al agua y se gira a la posición correcta».
Las otras caras externas incluyen sensores que monitorean la contaminación del aire, células solares para cargar la batería sellada dentro del cubo y una antena para transmitir datos a través de Bluetooth a un teléfono móvil. «El concepto de MD-IC es único, ya que abre oportunidades para dispositivos individuales con aplicaciones de internet de las cosas», explica Hussein. «Y el agua es siempre un medio intrigante para la electrónica», agrega.
La prevención de muertes innecesarias de peces es un paso crucial hacia la seguridad alimentaria. «Arabia Saudita está invirtiendo 3.500 millones de dólares estadounidenses en acuicultura para que pueda producir 600.000 toneladas de mariscos cada año para 2030», dice Nazek. El equipo espera que sus sensores respalden este objetivo, pero también cree que los cubitos podrían tener un gran futuro más allá de la granja de peces. «Podrían enviarse por tuberías de petróleo para recopilar datos sobre la calidad del petróleo», agrega. Los investigadores están trabajando para mejorar la tecnología de autoenfriamiento del dispositivo para evitar que se sobrecaliente, y el siguiente paso será probarlo en el campo.
También fue importante para la investigación la asistencia de las pasantes de verano de pregrado visitantes de la Universidad Princess Noura, la universidad de mujeres más grande de Arabia Saudita. «Esto ejemplifica el compromiso de KAUST de colaborar con universidades del Reino», dice Hussein.
- El INTA de Argentina desarrolla su primera super-avena libre de gluten apta para celíacosTras 15 años de investigación, el equipo de mejoramiento vegetal de la Chacra Experimental Integrada Barrow (Ministerio de Desarrollo Agrario de Argentina-INTA) desarrolló la variedad de avena Bonaerense INTA Yapa.…
- Obtienen polvos solubles con propiedades antiinflamatorias a partir de la pulpa de la cáscara del caféEl nuevo producto, desarrollado por un equipo del Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL-CSIC-UAM), se basa en aprovechar un residuo del café CSIC/DICYT Un equipo de científicos del…
- Un nuevo estudio explora la adopción de desmalezado robótico para combatir las supermalezasLa mayoría de los campos de maíz y soja de los Estados Unidos están plantados con variedades de cultivos resistentes a los herbicidas. Sin embargo, la evolución de las supermalezas…
- Un estudio demuestra que los campos eléctricos externos débiles pueden proteger los cultivos de las infecciones
- En Alemania se está probando la pulverización precisa de malas hierbas con agua hirviendo mediante IALos productores de zanahorias alemanes están probando la eficacia del control de malas hierbas utilizando el primer prototipo de un pulverizador de agua caliente artificialmente inteligente. En el diseño original,…
- Un robot agrónomo de patatas busca un virus y peligroso e insidioso en el campoLa IA está cambiando la agricultura. Un nuevo robot agrónomo diseñado para detectar el virus Y en las patatas ya está explorando campos canadienses con diferentes variedades que tienen implicaciones…