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Desarrollo y aplicación de drones agrícolas XAG

Desarrollo y aplicación de drones agrícolas XAG
En octubre de 2019, Extreme Flight Technology lanzó sus nuevos modelos para el 2020. Desde el lanzamiento de la serie P, los drones fitosanitarios de Polaris no han dejado de innovar, no sólo en la pulverización y la siembra, sino también en el esparcimiento de fertilizantes y la alimentación. Las funciones de los drones fitosanitarios se han vuelto cada vez más diversas y los escenarios de uso han aumentado enormemente, haciendo que los drones fitosanitarios evolucionen gradualmente hacia los drones agrícolas. Este artículo analiza la eficiencia y eficacia operativa de los drones agrícolas y su evolución desde un punto de vista práctico, con el fin de proporcionar referencias para la investigación en profundidad en campos relacionados.

Requisitos de los drones agrícolas

  1. Diseño modular del dron. Con un diseño modular, será más fácil reemplazar las piezas de repuesto, y si se produce algún daño, se puede reparar rápidamente y mantener convenientemente sin demora, por lo que el diseño modular es estándar para los drones agrícolas.
  2. Nivel de protección IP67. Si el dron tiene un grado de protección IP67, se puede sumergir en agua y limpiarlo para mantenerlo y así prolongar su vida útil.
  3. Estructura del fuselaje de alta resistencia. El proceso de transporte es relativamente accidentado, el dron tendrá algún golpe, si el dron no es lo suficientemente rígido o lo suficientemente fuerte, será muy fácil de dañar. Debe tener un cuerpo de alta resistencia para asegurar que el dron agrícola sea duradero.
  4. Potente y con gran capacidad de carga. Cuanto mayor sea la capacidad de carga, mayor será la eficiencia operativa del dron agrícola, así como la superficie trabajada en una sola operación, por lo que la potencia es una característica que deben tener los drones agrícolas.
  5. Bombas y boquillas de control independiente que no se obstruyen. El escenario de aplicación más importante para los drones agrícolas es la protección de las plantas, y si las boquillas no son lo suficientemente precisas y las bombas no se pueden controlar de forma independiente, no será posible una aplicación precisa. Al mismo tiempo, debido a que los pesticidas vienen en varias formas de dosificación, como polvos y suspensiones, si se utilizan las boquillas de presión tradicionales se obstruyen fácilmente y la eficiencia operativa se reducirá en gran medida, por lo que una boquilla que no se obstruya es también una característica muy importante de los drones agrícolas.
  6. Flexible para responder a diferentes entornos operativos. En el norte, el área de operación es muy grande, por lo que es necesario llevar una gran caja de medicamentos a la vez, por lo que el costo de operación también es menor; mientras que en el sur, debido a la complejidad del terreno y las parcelas dispersas, es necesario elegir una pequeña caja de medicamentos y una pequeña carga, por lo que el consumo de energía no será demasiado grande, pero también puede obtener muy buenos resultados de operación. Por lo tanto, las diferentes cargas y las opciones flexibles también son características que deben tener los drones agrícolas.

Eficiencia y calidad operativa

  1. La eficacia operativa del dron depende principalmente de la velocidad de vuelo y de la anchura de pulverización del dron
    Cuanto mayor sea la velocidad de vuelo multiplicada por el área de pulverización, más eficiente será el dron. Los drones fitosanitarios de la serie P tienen una velocidad de vuelo máxima de 12 m/s. Por supuesto, no todas las operaciones agrícolas son adecuadas para una velocidad tan rápida, la mayoría de ellas son de 5-6 m/s. Hay algunos entornos operativos especiales que pueden alcanzar los 12 m/s, que pueden ajustarse y optimizarse según las necesidades reales [1].

    La anchura de pulverización del dron es también un indicador muy importante de la eficacia. Cuando el dron está volando en el aire, el flujo de aire generado por la hélice tendrá una presión hacia abajo, en el área directamente debajo de la hélice de 4 a 4,5 m de ancho, con la ayuda de esta presión de pulverización de plaguicidas penetrará mejor en las capas inferiores y medias del cultivo, el cultivo tendrá 15 gotas de líquido / m2, esta área se llama el área de pulverización fina, el mejor efecto de control. Esta zona se denomina zona de pulverización fina y es la más eficaz para controlar plagas, enfermedades y malas hierbas. A ambos lados de la zona de pulverización fina se encuentra también la zona de pulverización rápida, que es el área donde el flujo de aire se enrolla durante el vuelo, para las plagas generales, las enfermedades y las malas hierbas, que pueden ser controladas por la pulverización rápida para un control rápido y eficaz, pero la pulverización rápida no tiene el poder de penetración de la pulverización fina, que se pulveriza principalmente en la superficie del cultivo, con al menos unas 5 gotas/m2 de niebla líquida.
  2. La calidad de la operación viene determinada tanto por la atomización penetrante como por las boquillas de pulverización.
    Los drones de vuelo extremo utilizan boquillas atomizadoras centrífugas, que tienen una cobertura muy buena, con una boquilla equivalente a la eficacia de varias boquillas ordinarias. Todo el proceso de pulverización puede controlarse con precisión, ajustarse automáticamente y ser de aplicación variable, sin afectar al tamaño de las partículas atomizadas. Se trata de un indicador utilizado para medir el rendimiento básico de vuelo del UAV. Se trata de una eficiencia operativa teórica y no representa la eficiencia operativa real. La eficacia operativa real final viene determinada por el rendimiento básico del UAV y la capacidad operativa real. Por ejemplo, la velocidad de las transiciones no es lo suficientemente rápida, la batería no es suficiente, o la capacidad de juzgar bien las plagas, las enfermedades y las malas hierbas, o si algunos fallos menores pueden ser resueltos a tiempo, todo esto afectará a la eficiencia operativa real. Por lo tanto, la eficiencia operativa teórica sólo determina el rendimiento básico del dron, mientras que la eficiencia real final viene determinada por el funcionamiento real del propio dron.

Direcciones y tendencias de desarrollo

En los últimos cinco años, las aplicaciones agrícolas de los drones han evolucionado rápidamente, desde los 6 L originales hasta los 20 L actuales, con fuselajes cada vez más grandes y un rendimiento básico cada vez mejor. En los próximos años, habrá menos espacio para la variabilidad en la estructura mecánica de los drones, con mayores volúmenes y más refuerzo estructural, pero la estructura general de los drones y la dirección del desarrollo no cambiarán significativamente.

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