مدیریت آب در کشاورزی با اختراعی فناورانه/ «شیر آب هوشمند» چه کاربردها و ویژگی‌هایی دارد؟

گروه استان‌های خبرگزاری آنا، حسین عقابی؛ بخش کشاورزی به‌منزله ستون فقرات کشورهای در حال توسعه بوده و این بخش برای پیشرفت نیازمند مدیریت صحیح است که بتواند نیازهای غذایی جامعه را فراهم و کشور را از وابستگی واردات غذایی برهاند.

بحران آب و کم‌آبی که سال‌هاست دامنگیر کشور ایران شده، تهدیدی برای تولیدات کشاورزی به حساب می‌رود که کنترل و مدیریت آن لازم است.

بیشتر بخوانید:

ساخت شیرفلکه‌های هوشمند کشاورزی

15 عنوان اختراع در باشگاه پژوهشگران جوان همدان ثبت شد

از طراحی و ساخت روبات تا ثبت 45 اختراع توسط پژوهشگران

فاضل مکاریان‌فرد جهرمی، دانش‌آموخته دانشگاه شیراز در رشته مهندسی کنترل و ابزار دقیق و عضو باشگاه پژوهشگران  دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم برای حل این مشکل و مدیریت آب در بخش کشاورزی، دستگاهی به نام «شیر آب هوشمند کشاورزی» به همراه حسگرهای محیطی و سرورهای پشتیبان اختراع کرده تا مدیریت همه قسمت‌های آبیاری، آب‌رسانی و سایر درخواست‌های فرآیند مربوط به مدیریت آب در کشاورزی را به‌صورت هوشمند پوشش دهد.

این مخترع متولد سال 66 در شهر جهرم بوده و دانش‌آموخته کارشناسی دانشگاه شیراز در رشته مهندسی کنترل و ابزار دقیق و عضو باشگاه پژوهشگران دانشگاه آزاد اسلامی واحد جهرم است. وی مدت پنج سال به‌عنوان مدیرعامل شرکت دانش‌بنیان چتر سبز صنعت باربد فعالیت می‌کند.

خبرنگار آنا به همین مناسبت با فاضل مکاریان‌فرد جهرمی مخترع این دستگاه درباره اهداف، کارکردها و کارایی‌های «شیر آب هوشمند کشاورزی» گفتگو کرده است که مشروح آن را می‌خوانید.

آنا: جرقه اولیه اختراع و محصول مورد نظر چه زمانی به ذهن شما رسید و چه چیزی باعث ساخت آن شد؟

مکاریان‌فرد جهرمی: اقتصاد شهر جهرم و سایر شهرهای مشابه در کشور بر پایه کشاورزی است و پدران ما در این سرزمین با رنج‌های فراوان و البته درایت‌های قابل تأمل بیابان‌ها و دشت‌ها را به‌واسطه باغات و مزارع سرسبز کرده و موجب تأمین سبد غذایی کشور شده‌اند؛ اما مسئله اینجاست که بدون آب آبادانی وجود ندارد. دردآور بود که خاطرات پدر با خاطرات ما از آب موجود در شهرستان بیش‌ازحد متفاوت بود.

در گذشته‌های نه چندان دور وقتی برای ایجاد چاه آب کشاورزی اقدام می‌شد در فاصله چهار تا پنج متر از سطح زمین به لایه آب سطحی می‌رسیدند و آب را برای مصرف کشاورزی برداشت می‌کردند این در حالی است که اکنون آب شرب شهر از عمق بیش از ۴۰۰ متری زمین برداشت می‌شود!

نقش و تأثیر مدیریت آب در بخش کشاورزی که بیش از ۹۳ درصد مصرف آب در آن قسمت است در کنار اصلاح الگوی کشت خود می‌تواند راه‌حل مدیریت آب‌های سطحی و زیرسطحی باشد از همین رو از سال ۱۳۹۴ مطالعات و پژوهش‌های حول امکان‌سنجی ساخت تجهیزات مدیریت اصولی آبیاری آغاز شد و بلافاصله عملیات طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی محصولات انجام گرفت.

آنا: چه اهدافی را در این تصمیم و اختراع خود دنبال کردید؟

مکاریان‌فرد جهرمی: برای دسترسی به تجهیزاتی که بتواند همه تجهیزات آبیاری و آبرسانی را دربربگیرد و همه درخواست‌های فرآیند مربوط به مدیریت آب در کشاورزی را پوشش دهد باید دستگاهی طرحی و تولید می‌کردیم که با هدف‌گذاری‌های انجام‌شده مطابقت داشته باشد.

هدف‌گذاری‌های کلی ازجمله مدیریت پمپ آب، کنترل آب بین زیرمجموعه آبیاری درون باغ‌ها و مزارع (شیرآلات فرعی آبیاری)، امکان ساخت تجهیزات بر روی شیرآلات دستی و نه شیرآلات برقی متداول دیافراگمی موجود در بازار، امکان مطابق‌سازی بهره‌برداری از تجهیزات بر پایه انرژی نو (نور خورشید)، امکان ساخت شبکه رادیویی درون محیطی برای کنترل تجهیزات بدون ارتباط سیمی، امکان ارتباط مانیتورینگ و کنترل توسط بهره‌بردار از راه دور (اپلیکیشن پشتیبان) و تشخیص ورود آب استخرها و آلارم مربوط به محدوده مینیموم و ماکسیمم آب استخر است.

امکان مدیریت آبیاری (زمان و میزان) بر اساس حسگرهای محیطی بدون نیاز به دستورات متداول از سمت بهره‌بردار، مدیریت امنیت مکان بهره‌برداری شده (ورود غیرمجاز)، کنترل و مدیریت میزان کود حلال با آب توسط سیستم آبیاری، مطابق سازی کنترل بر پایه کنترل گلخانه‌ها (فن تهویه، سیستم گرمایش و سرمایش، روشنایی، مدیریت ورود و خروج کارکنان)، کنترل روشنایی محیط در کنار کنترل تعداد دور باز و بسته شدن شیر آب‌های فعال در مجموعه و مدیریت کنترل و کالیبره کردن حسگرهای محیطی و مانیتور عملکرد آنها به کمک اپلیکیشن از دیگر اهداف اختراع دستگاه «شیر آب هوشمند کشاورزی» بود.

آنا: عملکرد دستگاه «شیر آب هوشمند کشاورزی» چگونه است؟

مکاریان‌فرد جهرمی: با تشخیص زمان ورود حقابه، سیستم شیر آب ورودی به باغ را باز و سایر شیرآلات درون شبکه را می‌بندد تا آب وارد محیط مزرعه شود. ابتدا با اندازه‌گیری کمیت‌های آب و هوایی در کنار مشخصات خاک مانند رطوبت و دمای خاک توسط سنسور اندازه‌گیری که به ازای هر شیرآب از یک عدد حسگر استفاده شده محلی برای قرارگرفتن شیر هوشمند مشخص می‌شود که در صورت نیاز به آب توسط شبکه آبیاری (بارانی، قطره‌ای، تیوپی، زیرسطحی و غرقابی و..) به محدوده مورد نظر هدایت شود.

با رسیدن آب به سطح ماکسیمم تعریف‌شده ضریب رطوبت، حسگر قسمت‌های بعدی برای آبیاری فعال می‌شوند و اگر نیاز به آبیاری باشد، شیر آب بعدی باز و در نهایت با پایان آبیاری در صورتی که مزرعه استخر پشتیبان داشته باشد، آب اضافه به استخر هدایت شده و در زمان‌های مورد نیاز از آب استخر بهره‌برداری می‌شود.

در صورتی که شرایط آب و هوایی مانند ماه، فصل، رطوبت سطح خاک و غیره برای آبیاری مناسب نباشد، آب ورودی مستقیماً به استخر هدایت‌شده و در زمان مناسب آبیاری توسط سیستم آبیاری انجام خواهد شد. این‌گونه از مدل آبیاری در کنار مدل وجود چاه آب شخصی به‌صورت جداگانه در مدیریت آبیاری مزارع و باغات تعریف شده است.

آنا: کاربرد این اختراع چیست؟

مکاریان‌فرد جهرمی: شیر آب هوشمند کشاورزی به همراه حسگرهای محیطی و سرورهای پشتیبان در مجموع قابلیت بهره‌برداری در بخش‌های مختلف از قبیل آبیاری و آب‌رسانی کشاورزی، آب‌رسانی آبفای شهری و روستایی و مدیریت آب دامداری‌ها و مرغداری‌ها و ... در کنار بخش صنعت است.

در بخش صنعت هر کجا که نیاز به کنترل شیر برقی چه از نوع دروازه‌ای و چه از نوع تک‌ضرب باشد و یا اگر از شیرآلات دستی معمولی بازار استفاده شده باشد، این اختراع کاربرد دارد. خوبی منحصربه‌فرد شیر آب هوشمند این است که اگر دستور دریافتی کند بعد از انجام دستور، جواب خروجی برای سیستم کنترل‌کننده پشتیبان ارسال شده و شامل باز یا بسته بودن شیر آب، آخرین وضعیت شیر آب و یا خطایی که در عملیات درخواستی به وجود آمده، می‌شود.

آنا: آیا نمونه خارجی این محصول و اختراع وجود دارد؟ اگر جواب مثبت است چه مزایایی در مقایسه با نمونه خارجی دارد؟

مکاریان‌فرد جهرمی: شیر برقی از سایزهای نیم تا سه اینچ به‌صورت «سلونوئید وَلو» در بازار موجود است که ویژگی محصول تولیدی شرکت ما در این زمینه، تولید محصول از سایز نیم تا 6 اینچ در شیرهای دربازی و تک‌ضرب بوده که نیاز دائم به برقراری عبور سیار برق ندارد و محدودیتی در دبی و سرعت سیال عبوری ایجاد نخواهد کرد. مزیت دیگر امکان دریافت جواب تأییدیه عملکرد بر اساس دستور ارسالی نیز مشخص شده که شیر آب برقی موجود در بازار دارای چنین ویژگی نیست.

آنا: هزینه ساخت از نمونه اولیه تا محصول چقدر بوده است؟

مکاریان‌فرد جهرمی: همه تجهیزات بر اساس نیاز روز بازار بوده و شامل مهندسی معکوس نیست و برای دستیابی به علم محصولات تولیدی در پنج سال گذشته، مدل‌های متفاوتی از محصول تولیدشده و مورد آزمایش و بازبینی قرار گرفته و هزینه تقریبی ۷۰۰ میلیون تومان برای طراحی تحقیق، تولید و بهینه‌سازی این محصولات شرکت سرمایه‌گذاری شده است.

آنا: در راه ساخت این دستگاه، محصول یا اختراع آیا کمک یا کمک‌هایی از نهاد، ارگان یا دانشگاه صورت گرفته است؟

مکاریان‌فرد جهرمی: هزینه‌های سرسام‌آور تحقیق و توسعه آن در بخش خصوصی بسیار زیاد است و از ابتدای راه پارک علم و فناوری فارس، بنیاد ملی نخبگان و در ادامه معاونت فناوری ریاست جمهوری، صندوق نوآوری و شکوفایی در همراهی برای عبور از مرحله تحقیق و توسعه و رسیدن به محصول همواره در کنار شرکت بودند.

آنا: تولید محصولات دیگر شرکت دانش‌بنیان چتر سبز صنعت باربد چیست؟

مکاریان‌فرد جهرمی: محصولات تولیدی شرکت اکنون شامل سه محصول اصلی شامل سرور کنترل با اپلیکیشن همراه، شیر آب هوشمند کشاورزی در دو خانواده تک زرد و دروازه‌ای در سایزهای نیم تا ۶ اینچ و سنسورهای اندازه‌گیری رطوبت خاک خازنی می‌شود که همگی محصولات با حمایت معاونت فناوری ریاست جمهوری جزء محصولات دانش‌بنیان محسوب شده و به‌صورت نیمه‌صنعتی تولید شده است و این شرکت آمادگی خود را برای قبول سرمایه‌گذار برای تولید انبوه توسط برندهای باکیفیت تولید تجهیزات آبیاری و آب‌رسانی را اعلام می‌کند.

آنا: و سخن آخر...

مکاریان‌فرد جهرمی: ایران مهد تمدن و دانایی در جهان بوده و ثروت فراوان و منابع خدادادی زیادی دارد؛ اما بر کسی پوشیده نیست ثروت اصلی این کشور جوانان نخبه و باانگیزه‌ای است که در صورت حمایت دستگاه‌های دولتی نه‌تنها برای زندگی شخصی خود مفید خواهند بود؛ بلکه مشکلات خرد و کلان کشور را نیز می‌توانند حل کنند.

مسئله آب (مدیریت آب) مسئله مهمی است که در صورت حمایت از محصولات داخلی از سوی مردم و مسئولان دولتی می‌توان داده‌های کلان امنیت غذایی را برای مدیریت محصولات کشاورزی مورد نیاز مصرف را همیشه در اختیار داشت و بهترین بهره‌برداری‌ها را از داده‌ها انجام داد.

انتهای پیام/4121/4062/پ