Čtvrtek 18. dubna 2024
ikona hodiny2. 7. 2022 08:33

Dřevo, inkoust, úroda. Jak to spolu souvisí?

Bez sledování vlhkosti a teploty půdy se zemědělci neobejdou. Dříve se museli spolehnout výhradně na osobní obhlídku pole a svůj vlastní cit. V poslední době ale sahají po senzorech, které změří přesné hodnoty. Díky nim pak můžou lépe řídit zavlažování, čímž šetří vodu a zároveň dosáhnou vyšších výnosů. Tato moderní zařízení ale mají podstatnou nevýhodu – poněkud vysokou cenu. S nadějným řešením přichází vědci z Pardubic, kteří v rámci projektu Smartfield vyvinuli senzor nejen levný, ale i ekologický. Je natištěný na dřevě.

Daniel Mrázek autor

foto: UPCE Chytré senzory z Univerzity Pardubice pomohou zemědělcům. foto: UPCE

Na jakém principu nový zemědělský senzor funguje? A může se uplatnit v praxi? Uslyšíte v naší zvukové reportáži.

Na stole v laboratoři Fakulty chemicko-technologické Univerzity Pardubice leží dřevěné, dole zašpičatělé kolíky. Na první pohled můžou připomínat hračku – jen vzít autíčko a začít jezdit po vyznačené dráze. Kdybychom to ale udělali, docent Tomáš Syrový z katedry polygrafie a fotofyziky by nás nepochválil. Poškodili bychom jeho vynález. „Jsou to senzory pro detekci půdní vlhkosti ve dvou hladinách. Tyto kolíky se zatlučou pod zem a následně se může ze dvou zón vyčítat vlhkost a teplota, která je v zemině. Kdybychom kolík měli umístěný v zavlažovaných sklenících nebo na uměle zavlažovaných polích, můžeme díky němu vyhodnocovat stav vláhy, abychom nezavlažovali zbytečně,“ vysvětluje.

Oproti současným technologiím jsou dřevěné senzory řádově levnější. „Systémy, které jsou dnes dostupné na trhu, jsou cenově dost vysoko, může to být od patnácti do dvaceti tisíc za jeden senzor. My směřujeme k tomu, abychom se s cenami senzoru společně s měřicí komunikační jednotkou pohybovali kolem dvou nebo tří tisíc korun,“ láká Syrový. Senzor měří vlhkost a teplotu ve své bezprostřední blízkosti. Pokud tedy zemědělec chce mít ucelenější přehled o svém poli, musí senzorů použít několik. Díky tomu, že senzory z pardubické univerzity budou levnější, můžou si jich zemědělci pořídit více. Síť senzorů na poli tak zahustí, díky čemuž se dostanou k detailnějším informacím. „Zemědělec může zpětně za sezónu zhodnotit, jaký byl stav půdní vlhkosti v průběhu různých období, zkorelovat to se srážkami a úrodou, a to i lokálně v okolí kolíku. Pak porovná určité zóny na polích, jestli tam, kde byla vyšší vláha, byly i vyšší výnosy a podobně,“ dodává vědec.

Foto: Daniel Mrázek Docent Tomáš Syrový v laboratoři se senzory Foto: Daniel Mrázek

V praxi to bude vypadat tak, že zemědělec umístí senzory do země a připojí k nim jednotku, která naměřené hodnoty prostřednictvím internetu věcí (IoT) odešle do cloudu. Na tvorbě této jednotky se podíleli technici ze Západočeské univerzity v Plzni. Uživatelé se k výsledkům dostanou pomocí počítače nebo mobilního telefonu, a to v reálném čase. Své pole tak budou mít neustále pod kontrolou.

K výrobě senzoru vědci použili vodivý inkoust, tedy materiál, který dokáže vést elektrický proud podobně jako kovové dráty. „Vyvinuli jsme vysoce vodivý inkoust na bázi uhlíkových částic. Velmi vysokou vodivost musí mít kvůli tomu, aby senzor pracoval tak, jak má. Ideálně by senzor pracoval, kdybychom ho natiskli ze stříbra, ale protože jsme se chtěli vyhnout drahým kovům a jejich potenciálnímu úniku do zeminy, tak jsme zvolili formu uhlíku,“ popisuje Syrový s tím, že inkoust připravili tak, aby byl s kovovými materiály srovnatelný.

Vytiskneme monitor na tiskárně a složíme ho do kapsy?

Ekologický materiál

Tisk chytrých senzorů na dřevo je v oblasti materiálového tisku úplnou novinkou. Vědci už na něj získali český patent a teď čekají na patent evropský. „Původně jsme senzory chtěli tisknout na klasický syntetický plošný spoj. Pak nás ale napadlo zkusit přirozený substrát, dřevo. Kupodivu i na něm senzory pracovaly velmi dobře, místy lépe dokonce než na umělých substrátech,“ líčí Syrový. Výzkumníci aktuálně testují, který druh dřeva se hodí nejlépe. Mechanicky nejodolnější je pochopitelně dubové dřevo, ale i levné dřevo smrkové zatím přináší velmi dobré výsledky.

Výroba senzorů prakticky jen ze dřeva a uhlíku je velmi šetrná k životnímu prostředí. „Až senzor doslouží, můžete z něj nasekat třísky a spálit je v kamnech bez jakýchkoliv ekologických hrozeb,“ usmívá se Syrový. Vědec počítá s tím, že senzory vydrží jednu sezónu. Předpokládá ale, že po ní nebude problém dřevěný kolík zhoblovat a senzor znovu natisknout. Taková úprava pak bude v řádech desetikorun… A kdyby přece jen bylo potřeba pořídit nový senzor, cena nebude o moc vyšší než obyčejná deska dřeva. Aparaturu s IoT půjde samozřejmě využívat opakovaně.

Vyrobeno za vteřinu

V praxi senzory testuje společnost Agrospol Knínice společně s Výzkumným ústavem rostlinné výroby, konkrétně jeho výzkumnou stanicí v Jevíčku, a zatím s nimi vládne spokojenost. Tomáš Syrový ale upozorňuje, že vývoj senzoru stále ještě probíhá a aktuálně se zaměřuje na dosažení co nejlepší odolnosti. Až se ale všechny detaily vyladí, nebude podle vědců problém spustit sériovou výrobu. „Takovýto senzor máte vytištěný za vteřinu,“ sděluje překvapivý fakt. Delší čas ale zabere sušení, a to kvůli poměrně silné vrstvě naneseného inkoustu. To by ale pro potenciálního průmyslového partnera neměl být problém. Kdo jím bude, to je zatím otázkou, vědci ho teprve hledají.

Více se dozvíte v naší zvukové reportáži. Klikněte na lištu v horní části článku.

 

Flashka, co odhalí masové podvodníky

Články autora Daniel Mrázek

Nejnovější články

Trendy
Timber Praha – první udržitelná dřevostavba bytových domů v Praze

Domy komorního charakteru Timber Praha obsahují 62 jednotek...

Arcus City – v blízkosti přírody, na dosah...

Expertní pohled
Fulfillment: Revoluce v logistice

Fulfillment není jen proces doručování zboží, je to...

Majitelé e‑shopu se nemusejí starat o kapacitu skladových...

Nicméně vize značky LOG4U sahá daleko za pouhé...

Společnost Geek+ přinese špičkové mobilní roboty pro přepravu...

Trendy
Perfektní klima pro elektrické vozy

Všude tam, kde jsou kladeny vysoké požadavky na výkon,...

HVH topení přeměňuje stejnosměrný elektrický proud na teplo...

Pokud máte benzinové nebo naftové auto, je pro...

Nejnovější Aktuality

Aktuality
Největší logistický kongres v ČR se blíží

Logistika a doprava patří mezi nejdůležitější pracovní úkony mezi...

Všechny zmíněné faktory představují příležitost pro spojení s loajální...

Velký kongres EASTLOG, který se bude konat 30....

Analýzy
České nábytkářství oslabuje, ale ne dramaticky

„Již několik let panují v globální ekonomice jisté propady,...

„Pokles na 51,45 mld. Kč je stále velmi...

Špatná podle Tomáše Lukeše není ani spotřeba nábytku...

Suma za import nábytku v roce 2023 dosáhla 28,18...

Za vyloženě pozitivní trend AČN považuje růst podílu...

Český nábytek podle Čudky vyniká invencí i kvalitou....

Aktuality
Ocenění Nábytek roku 2024 ovládla kancelářská soustava

Vítězná kolekce je dílem designerů Aleše Bartáka, Michaela...

Ocenění Nábytek roku uděluje Asociace českých nábytkářů (AČN)...