El término Agricultura 4.0 se refiere a la evolución tecnológica en el ámbito de la agricultura, que ha llevado a acuñar este término. La agricultura de precisión se ha debido principalmente a la evolución de diversas tecnologías: mejores y más baratos sensores y actuadores, microprocesadores de bajo coste, posicionamiento GPS, comunicaciones inalámbricas de gran ancho de banda, sistemas de tecnologías de la información y las comunicaciones basados en la nube y análisis de gran volumen de datos.

Las tecnologías inalámbricas han experimentado un gran desarrollo en los últimos años para comunicaciones a corta distancia, como la tecnología Bluetooth; a media distancia, como ZigBee; y a larga distancia, como los sistemas WiFi, GSM/GPRS (2G), UMTS (3G) o LTE (4G). La planificación de estos sistemas se viene realizando mediante herramientas informáticas que incorporan modelos de propagación que son aplicables en diferentes bandas de frecuencia (UHF, microondas, etc.) para entornos de propagación como rural, urbano, suburbano, interiores, sin incluir entornos específicos como los agrícolas. Además, en Agricultura 4.0, el aumento considerable de sensores va a suponer la necesidad de mayor ancho de banda ya en la interfaz radio tanto para comunicaciones a corta como a larga distancia, lo que va a suponer la incorporación de sistemas 5G en la banda de milimétricas en entornos agrícolas. En este sentido, se hace necesario desarrollar e implementar nuevos modelos de propagación que tengan aplicación en dichas bandas de frecuencias y en entornos específicos agrícolas.

La publicación 'Análisis del sector citrícola español' de los autores José Ángel Aznar, Juan Carlos Pérez y Emilio Galdeano, asegura que España ocupaba el cuarto puesto en la producción de cítricos mundial en 2012, siendo el principal exportador en el mundo con unos 3 millones de toneladas. En cuanto a la superficie de cítricos en España, la Comunidad Valenciana ocupa el primer lugar con 175.000 hectáreas, en segundo lugar Andalucía con 80.000 hectáreas, en tercer lugar la Región de Murcia con unas 30.000 hectáreas, seguidas del resto de comunidades autónomas que entre todas suman unas 5.000 hectáreas. Con estos números, el aumento significativo de sistemas de radiocomunicaciones en estas plantaciones para estar al nivel de lo que supone la Agricultura 4.0, requiere cada vez más de una planificación eficiente de estos sistemas en estos entornos.

Con este proyecto se pretende utilizar la teoría del transporte radiativo para modelar los árboles, junto con el trazado de rayos para proponer un nuevo modelo de propagación en entornos microcelulares de plantación de cítricos en las bandas de frecuencia de UHF y milimétricas. Así mismo, se utilizaría esta teoría del transporte radiativo junto con la combinación de Óptica geométrica y Óptica Física para proponer un nuevo modelo de propagación que estime las pérdidas por dispersión múltiple en entornos macrocelulares en plantaciones de cítricos en la banda de frecuencia de UHF.

El proyecto propuesto tiene un impacto científico claro con la realización de campañas de medidas en entornos agrícolas específicos de cítricos y el desarrollo de nuevos modelos de propagación para este tipo de entornos, lo que va a permitir al grupo de investigación ser un referente internacional en esta temática.

A nivel socio-económico, la implementación de los modelos desarrollados en código abierto permitirá su utilización de forma práctica, ya que se van a implementar atendiendo a los requerimientos definidos por los desarrolladores de herramientas de planificación de sistemas de radiocomunicaciones como la empresa Aptica. Se realizarán encuentros periódicos con dicha empresa que ha mostrado interés en el proyecto, y se buscarán activamente otras empresas que, por sus actividades, puedan beneficiarse de los modelos de propagación desarrollados.