Paneles solares de perovskita para telemetría animal de por vida
Solución completa
hembra de bisonte Eva con collar telemétrico de por vida a base de paneles solares flexibles de perovskita
Bogdan Vykhor
Se crean collares de telemetría con paneles solares flexibles de perovskita para apoyar la vigilancia de por vida de los animales. Los collares consisten en inyectar paneles solares de perovskita impresos, cubiertos de epóxido transparente y combinados con un chip de fijación GPS y un transmisor de datos LoRa. Se colocaron dos innovadores collares a dos bisontes europeos (macho y hembra) en la empresa de caza Styr. Las coordenadas GPS se guardaron en la memoria EEPROM del collar y se transmitieron a través del protocolo de comunicación LoRaWAN a la nube y se creó una base de datos. La base de datos proporciona datos al servicio de código abierto Grafana, lo que permite visualizaciones flexibles de formularios de múltiples fuentes de datos. Como resultado, se establece un seguimiento en línea de la vida silvestre sin necesidad de cambiar las pilas de los collares de telemetría que llevan los animales.
Última actualización: 11 Oct 2021
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Contexto
Défis à relever
El estudio de telemetría es bastante costoso y requiere mucho tiempo, sobre todo cuando el seguimiento o rastreo de los animales dura años. La sustitución de las pilas de los dispositivos de telemetría o de los propios dispositivos también consume tiempo y dinero y genera un estrés adicional para los animales que son objeto de seguimiento. Las pilas acumuladoras también contienen un elemento peligroso para el medio ambiente (por ejemplo, metales pesados) y el volumen de su uso debería reducirse en la medida de lo posible.
Ubicación
Brody, Lviv, Ucrania
Europa del Este
Procesar
Resumen del proceso
Dos bloques combinados en un solo dispositivo. Cerca del 90 % de las baterías acumuladoras como fuente de energía se sustituyen por paneles solares de perovskita. No es necesario cambiar el collar de telemetría ni sustituir las baterías por descarga. Dos ideas conectadas entre sí. Así, fuentes de energía independientes (paneles solares de perovskita impresos con tinta) pueden escalarse y utilizarse en cualquier dispositivo de vigilancia para alimentar sensores y transmitir datos.
Bloques de construcción
Sistema integrado de telemetría para la conservación y vigilancia de la fauna salvaje
Las coordenadas GPS guardadas en la memoria EEPROM deben transmitirse al servidor en la nube a través de pasarelas. Para transferir los datos se utilizó el protocolo de comunicación LoRaWAN, que es una red de área amplia y baja potencia diseñada para permitir que dispositivos de baja potencia se comuniquen con aplicaciones conectadas a Internet a través de una conexión inalámbrica de largo alcance.
Factores facilitadores
Enfoque de seguimiento sincronizado, especialmente para especies tratadas globalmente.
Es crucial ver las posibilidades y oportunidades de las tecnologías e imaginar cómo pueden aplicarse en la conservación de la naturaleza o modificarse para su aplicación.
Lección aprendida
El proceso de integración es muy lento. Hay que tener claro el objetivo y elaborar varias estrategias de mitigación. Un fuerte deseo de alcanzar tu visión ayuda mucho.
Paneles solares flexibles de perovskita para la conservación de la fauna salvaje
La colaboración con empresas de desarrollo, TI e ingenieros puede crear un enfoque innovador en la conservación. Los paneles solares de perovskita de alta eficiencia para telemetría proporcionan cientos de miles de veces más energía de la necesaria para fijar la posición GPS y otros datos como temperatura, humedad, etc., y transmitirlos a la nube. Debido a la alta eficiencia de las células de energía de perovskita de los dispositivos de paneles solares de telemetría collar puede trabajar con baja densidad de luz, el polvo, y las condiciones severas con la suficiente eficiencia para producir la cantidad adecuada de energía. En este caso, el tamaño de las baterías de acumuladores disminuido hasta en un 90%, y no hay razón para reemplazarlos cada 3-5 años, lo que disminuye el impacto negativo de las baterías de acumuladores en el medio ambiente.
Factores facilitadores
La cooperación multidisciplinar es la clave. Cuando informáticos, ingenieros, conservacionistas, gestores, silvicultores, veterinarios y cazadores trabajan juntos por un objetivo innovador común. El éxito reside definitivamente en la cooperación de personas altamente motivadas.
Lección aprendida
La combinación de las personas adecuadas en el lugar adecuado. Fue todo un reto en la época de COVID-19 debido al cierre de fronteras entre el equipo de ingeniería y el de implementación. Se aprovecharon todas las oportunidades y también la creatividad.
Impactos
La implantación de collares de telemetría de por vida permite conocer el comportamiento espacial de los animales durante toda su vida y ayuda a comprender la cascada de relaciones en los ecosistemas (día/noche, sexo, estación, preferencias de hábitat). Saber dónde está un animal en el momento exacto permite mejorar la gestión y el seguimiento de las especies, que son las claves para mitigar los conflictos entre el hombre y la fauna salvaje y prevenir la caza furtiva. Por ejemplo, dos bisontes europeos con collar ayudan a localizar fácilmente el rebaño y a tomar medidas por parte de la administración de la empresa gestora para la prevención de conflictos entre el hombre y la fauna salvaje. Los collares de telemetría alimentados por paneles solares flexibles de perovskita no necesitan cambio de pilas y los animales capturados repetidamente, lo que también ahorra recursos y reduce el nivel de estrés.
Beneficiarios
Conservacionistas, científicos, gestores de áreas protegidas, agricultores, gobiernos y otras partes interesadas.
Objetivos de Desarrollo Sostenible
ODS 7 - Energía asequible y no contaminante
ODS 9 - Industria, innovacióne e infraestructura
ODS 15 - Vida de ecosistemas terrestres
ODS 17 - Alianzas para lograr los objetivos
Historia
Colocación del collar telemétrico de perovskita en el bisonte macho Adam
Bogdan Vykhor
Si sueñas con ser Elon Musk en la conservación de la naturaleza, tienes que ser innovador. El collar de telemetría animal, que combina materiales innovadores como paneles solares de perovskita flexibles y supereficientes, un chip de telemetría, baterías de tamaño reducido que no necesitan sustituirse y una tecnología de transmisión LoRaWAN barata, lleva la telemetría animal a un nuevo nivel: el seguimiento de los animales durante toda su vida. Este producto es una combinación de enfoques conjuntos a nivel multidisciplinar -ingeniería, energías renovables, transmisión y tecnologías de procedimiento- y de cooperaciones multinacionales y multiculturales. Contribuye a la conservación de uno de los mayores mamíferos terrestres europeos: el bisonte europeo, haciendo hincapié en el seguimiento en vivo, la gestión, la reducción de conflictos entre humanos y fauna salvaje y la prevención de la caza furtiva.
