Componente C2.15 Smart Agro
La agricultura es un pilar básico sobre el que se ha asentado la economía de la Isla de La Palma, una agricultura muy vinculada al territorio, que sirve de soporte vital y desempeña una función fundamental no sólo económica sino también ecológica y paisajística, entre otras.
Este componente Smart Agro se puede dividir en dos capas según la naturaleza de los servicios y sistemas involucrados:
- Capa de servicios: incluye sistemas como el de recomendación de Riegos (Portal Web Medio Ambiente), Open Data, la Web Cabildo La Palma y la Plataforma Smart.
- Capa tecnológica: incluye estaciones meteorológicas (ej. plataforma Davis), estaciones de calidad del aire (ej. plataforma Homard) y el programa de cálculo de reglas de riego.
Las recomendaciones de riegos para los cultivos del plátano y el aguacate se proporcionan a través de la Web Medio Ambiente y se obtienen mediante el Programa de Cálculo de Riego, ofrecido como servicio web e integrado en el backend del portal.
La solución se configura para poder desplegarse virtualizada utilizando tecnología de contenedores Docker, tanto en la nube como “on-premise”.
Necesidades
Generar con una aplicación recomendaciones de riego en las distintas zonas de la isla de La Palma para los cultivos del plátano y el aguacate, basadas en la automatización de la recogida de datos meteorológicos para los cálculos.
Escenario inicial
Las recomendaciones de riego se realizan sin automatización, de forma manual mediante ficheros Excel que actúan como calculadoras usando fórmulas agronómicas basadas en el modelo Kc/ETo. Los datos meteorológicos también se introducen manualmente, lo que complica la tarea y no permite una visualización pública de los resultados.
Objetivo
Automatizar los cálculos para obtener recomendaciones de riego basadas en modelos agronómicos representados en hojas Excel, considerando datos climáticos de estaciones meteorológicas significativas, y presentarlos al cliente desde una página web accesible en cualquier momento.
Arquitectura
El ecosistema de LPSI se compone de tres elementos clave:
- Fuentes de datos (estaciones meteorológicas)
- Integración de datos y cálculo con ETL (Extract, Transform, Load)
- Aplicación cliente Web, con los servicios ofrecidos
Los datos de los sensores meteorológicos se generan en las estaciones y son utilizados por el algoritmo de recomendaciones (ETL), que recopila los datos de la última semana y realiza los cálculos de riego. Los resultados se almacenan en la plataforma SmartIsland del Cabildo y se consultan desde la web.
Estaciones meteorológicas
Los cálculos se basan en datos como precipitaciones y evapotranspiración de referencia (ETo), obtenidos de estaciones meteorológicas modelo Davis Vantage Pro2. Estas estaciones están desplegadas por toda la isla y se han seleccionado las más representativas por municipio.
Estaciones destacadas:
- Fuencaliente: ENT-WO-14741
- Llanos de Aridane: ENT-WO-16718
- Garafía: ENT-WO-2634
- San Andrés: ENT-WO-14737
- Puntagorda: ENT-WO-3782
- Villa de Mazo: ENT-WO-14741
- Tazacorte: ENT-WO-16718
- Breña Baja: ENT-WO-78329
- Tijarafe: ENT-WO-2632
- Puntallana: ENT-WO-14737
- Barlovento: ENT-WO-2578
- Santa Cruz de La Palma: ENT-WO-78329
- El Paso: ENT-WO-16718
- Breña Alta: ENT-WO-78329
Se compara el cálculo de ETo entre los métodos Penman-Monteith (más preciso) y Hargreaves-Samani (más simple).
Integración de datos con ETL
El proceso ETL (Extract, Transform, Load) automatiza la extracción, transformación y carga de datos. Se ejecuta periódicamente mediante Jenkins y está desarrollado en Python.
Existen dos tipos de scripts ETL:
- Para el cultivo del aguacate
- Para el cultivo de la platanera
Cliente web
Se ha desarrollado una aplicación web que permite:
- Seleccionar cultivo y municipio
- Consultar previsiones de riego calculadas por los modelos agronómicos
Modelos agronómicos para cálculos
Los modelos se han extraído de hojas Excel y automatizado su cálculo.
Modelo para plataneras
Variables consideradas:
- Precipitaciones semanales
- Coeficientes de cultivo (Kc) por mes y zona
- ETo mensual
Se diferencia entre cultivo al aire libre o en invernadero, y se mide en litros o pipas.
Modelo para aguacates
Variables consideradas:
- Marco de plantación (5×5 o 6×6)
- Edad del cultivo (afecta al Kc)
- Precipitaciones y ETo
Registro de datos en plataforma
Los resultados se envían a la plataforma del Cabildo:
https://mgmt.iotplatform.telefonica.com/
Estructuras utilizadas:
- AgriParcel: municipios (zonas de cultivo)
- AgriIrrigationRecomendation: recomendaciones de riego
Despliegue del sistema
Componentes para desplegar
El sistema LPSI está compuesto por dos componentes principales:
- Servicio ETL
- Proceso de extracción y transformación de datos ejecutado semanalmente.
- Automatizado mediante Jenkins.
- Ubicación del script:
apps/etl/etl.py
- Aplicación Web
- Visualización de los datos procesados por el ETL.
- Compuesta por:
- Frontend estático en HTML
- Backend en Express.js (Node.js)
- Servidor web Nginx
- Gestor de procesos PM2
Requisitos Previos
- Nginx instalado
- Node.js y npm instalados
- PM2 instalado globalmente (
npm install -g pm2) - Git (opcional para clonar el repositorio)
Pasos de instalación
- Instalación del frontend
- Instalación del backend
- Configuración de Nginx
- Configuración de PM2
Configuración, verificación y solución de problemas
Proceso ETL
- Ejecutado semanalmente por Jenkins
- Genera los datos necesarios para el frontend/backend
Sistema Web
Pasos para la configuración:
- Configurar archivo Nginx
- Modificar parámetros PM2
- Establecer variables de entorno
Verificación:
- Verificar Nginx (
sudo tail -f /var/log/nginx/error.log) - Verificar PM2 (
pm2 status,pm2 logs,pm2 monit)
Problemas comunes:
- Error 502 Bad Gateway: verificar que el backend esté ejecutándose y que el puerto 3000 esté accesible.
- PM2 no reinicia la app: revisar logs y permisos.
La Aplicación Web de Recomendaciones de Riego
URL: https://smartagro.lapalma.es/
No requiere registro para consultar recomendaciones.
Desde la página principal se accede a un formulario con mapa para configurar las consultas.
Consultas
Pasos:
- Seleccionar tipo de cultivo (platanera o aguacate)
- Seleccionar municipio
- Visualizar estación meteorológica asociada
- Ver recomendaciones y gráficas de:
- Precipitaciones
- Evapotranspiración de referencia (ETo)
Métodos de cálculo de ETo:
- Penman-Monteith (más preciso)
- Hargreaves-Samani (simplificado)
Consultas para la platanera
- Resultados en litros por planta para cultivo en exterior e invernadero
- Gráficas de lluvias y ETo de los últimos 7 días
Consultas para el aguacate
- Resultados diferenciados por:
- Edad del cultivo (1–3, 4–7, +8 años)
- Marco de plantación (50×50 cm o 60×60 cm)
- Gráficas de lluvias y ETo de los últimos 7 días
- Gráficas de lluvias y ETo de los últimos 7 días
Documentación del Componente SmartAgro C2.15
Documentación Componente C2.15