project - EIP-AGRI Operational Group
Development of a technology for the monitoring of all the slurry from a farm on an annual basis in order to determine its nutrient content (N, P, K) u
Desarrollo de una tecnología para la monitorización de todoslos purinessalidos anualmente de una explotación para conocer el contenido de nutrientes(N, P, K) mediante la tecnología NIR (Near Infrared)
Context
This project consists of developing and validating the operation of a tool capable of providing a more accurate measurement of nitrogen, phosphorus and potassium generated in each farm, thereby more accurately establishing the amount of nutrients applied to the soil in the farm. The development of a technology based on NIRS (near-infrared spectroscopy) sensors linked to the GPS tank monitoring system currently in place would allow complete monitoring and quantification of the distribution of the application of nutrients from livestock waste throughout Catalonia and especially the quantity of N, P, and K generated at each farm.
The project therefore involves:
- The implementation and validation of the use of IR sensors together with optical flowmeters as reliable and accurate measurement tools to ascertain the amount of nutrients (N, P, K) generated in livestock farms.
- The creation of an application compatible with the current the Catalan Government platform to incorporate the monitoring of nutrients generated and applied to the soil throughout the region.
Objectives
The main objective of the project is therefore to improve the current system of monitoring, quantification and distribution of nutrients contained in slurry. To do this, it proposes the development of a robust and adaptable NIRS technology-based system to measure the N, P and K content of slurry in real time and obtain information on the quantity of nutrients generated at each livestock farm and where they have been transported and applied.
Objectives
El objetivo principal del proyecto se basa en mejorar el actual sistema de monitoreo, cuantificación y distribución de los nutrientes contenidos en los purines. Es por ello que se propone el desarrollo de un sistema innovador, robusto y adaptable, basado en la tecnología NIR, para medir a tiempo real el contenido en N, P y K de los purines, y de esta manera disponer de información precisa de la cantidad de nutrientes generada en cada explotación ganadera y donde se han transportado y aplicado.
Activities
- Identification, purchase and assessment of the viability of IR sensors and optical flowmeters available on the market.
- Design, construction and validation of the sampling system and validation of the system to quantify nutrients in slurry ponds and implementation to analyse and validate its application during the tank filling process.
- Construction of a real-time data transmission platform.
- Determination of the technical and financial viability of the system in relation to the quality of the data obtained.
Activities
- Identificación, evaluación y adquisición de los sensores de IR y caudalímetros ópticos disponibles en el mercado con el fin de evaluar técnicamente su viabilidad.
- Diseño, construcción y validación del equipo de muestreo y validación del sistema de cuantificación de nutrientes de las balsas de purines e implementación para analizar y validar su aplicación a escala real durante el proceso de captación en cisterna.
- Construcción de una plataforma de transmisión de datos a tiempo real.
- Determinación de la viabilidad técnica y económica del sistema en relación con la calidad de los datos obtenidos.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014ES06RDRP009 Spain - Rural Development Programme (Regional) - Cataluña
Location
- Main geographical location
- Barcelona
- Other geographical location
- Girona, Lleida
EUR 195 625.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
1 Practice Abstracts
The results show that NIR provides more accurate data on nitrogen, phosphorus, and potassium levels compared to the conductivity lines of the Ministry of Climate Action, Food and Rural Agenda (DACC). While the relative error in most NIR readings is between 10% and 20%, it exceeds 20% for conductivity. Phosphorus shows the poorest readings but cannot be correlated to electrical conductivity, so the Ministry uses default values based on slurry type. NIRS determines nutrient content with a mean relative error of less than 20%, except for P2O5, where the error is around 25%.
To convey slurry parameters to the DACC in real time, the decision was made to collaborate with Triskel Telecom, whose GPS was installed in the tank for sampling. Triskel developed the necessary hardware and software for data transmission from the slurry measuring station. By combining NIR software with Triskel's data system, it is possible to track nutrient levels and their application points on soil in real time.
The results confirm that NIRS is technically feasible, offering good nutrient readings and improving the accuracy of conductivity meters, the current technology used by slurry transporters. NIRS becomes economically viable for fertilizing 100 hectares of land, with a minimum return on investment of 12 years. However, due to the lack of stricter legislation on nutrient application accuracy, conductivity meters remain the more affordable option, costing about 25% of the NIR system.
Los resultados obtenidos muestran que la NIR ofrece datos más precisos sobre los niveles de nitrógeno, fósforo y potasio en el estiércol, lo que no es posible con las líneas de conductividad del Ministerio de Acción Climática, Alimentación y Agenda Rural (DACC). Aunque el error relativo en la mayoría de las lecturas es entre el 10% y el 20%, supera el 20% en la conductividad, y el parámetro con mayor error es el fósforo. Este no puede correlacionarse con la conductividad eléctrica, por lo que el Ministerio usa valores predeterminados según el tipo de estiércol, lo que aumenta el error en sus cifras. La NIRS determina el contenido de nutrientes con un error relativo medio inferior al 20%, salvo en el caso de P2O5, donde el error es aproximadamente del 25%.
Para transmitir estos datos al DACC en tiempo real, se trabajó con Triskel Telecom, que desarrolló una plataforma y tecnología de hardware y software para transmitir los datos de la estación de medición. Al combinar el sistema de monitoreo y transmisión de datos con el software NIR, es posible hacer un seguimiento en tiempo real de los nutrientes generados por cada granja y su aplicación en el suelo.
Los resultados demuestran que el NIRS es técnicamente viable y mejora la precisión del medidor de conductividad, usado actualmente en los camiones cisterna. Es económicamente viable cuando se fertilizan 100 ha, con un retorno mínimo de inversión de 12 años. Sin embargo, debido a la falta de legislación más estricta sobre la aplicación precisa de nutrientes, el medidor de conductividad sigue siendo la opción más asequible, ya que su costo es un 25% inferior al del sistema NIR.
Contacts
Project coordinator
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AGRÀRIA PLANA DE VIC I SECCIÓ DE CRÈDIT, SCCL
Project coordinator