Pers en media

ILVO persbericht - dinsdag 19 december 2017

Strooibeeld van meststofstrooiers sneller en preciezer voorspelbaar

Doctoraatsonderzoek meteen omgezet in nieuwe gespecialiseerde ILVO dienstverlening
Vanaf 2018 lanceert ILVO een nieuwe gespecialiseerde dienstverlening rond de verbeterde, juistere depositie van kunstmestkorrels op het veld of de akker. Mogelijke klanten zijn de landbouwers of loonwerkers die hun strooiers willen laten nakijken en kalibreren voor een correcte korrelverspreiding, de producenten van meststofstrooiers en de ontwikkelaars van nieuwe (niet-)organische mestkorrels.
Via doctoraatswerk van UGent/ILVO kan voortaan digitaal, snel en goedkoop bepaald worden waar precies elke mestkorrel terechtkomt nadat hij uit een centrifugaalstrooier is gelanceerd. Dat gebeurt door de strooimachine te positioneren in een compacte verduisterde strooicabine en een korte strooi uit te voeren. Met behulp van 3D camera’s en software wordt het werkelijke strooibeeld inclusief de eventuele afwijkingen uitgerekend met 98% zekerheid. De nieuwe meettechniek kan makkelijk concurreren met de oude manieren van strooibeeldbepaling qua snelheid, nauwkeurigheid, kostprijs en ruimte-behoefte.


Op 7 december 2017 heeft Simon Cool zijn doctoraat verdedigd op de faculteit Bio-ingenieurswetenschappen, Coupure 653, 9000 Gent.: “Development of an image based 3D technique to determine spread patterns of centrifugal fertilizer spreaders”.
Promotoren van het doctoraat zijn Prof. dr. ir. Jan Pieters van UGent, en dr. ir. Jürgen Vangeyte en dr. ir. Koen Mertens van ILVO

Het ontwikkelde systeem is voorgesteld tijdens Agribex 2017 op de stand van het Departement Landbouw en Visserij, in de centrale hal 5 (standnummer 5204). Het hoofdthema van Agribex en van de stand van het departement en ILVO was smart farming (precisielandbouw).

kunstmeststofstrooier

Kunstmest in beeld

De groeiende wereldbevolking blijven voeden zònder daarbij het milieu teveel te belasten, dat is de gigantische uitdaging waar de moderne landbouw voor staat. Eén van de stappen in die richting is alvast het optimaliseren van het gebruik van kunstmest: de juiste kunstmest in de juiste hoeveelheden op de juiste plaats strooien. Dat kan je bereiken door een kunstmeststofstrooier goed af te stellen, maar dat is niet zo eenvoudig. Om de prestatie van de strooier te beoordelen en correcties uit te voeren, moet namelijk eerst het strooibeeld bepaald worden. Zo’n strooibeeld toont waar de uitgestrooide korrels precies terechtkomen.
De klassieke methoden, waarbij effectief wordt gestrooid en de korrels in bakjes worden opgevangen en geteld, zijn arbeidsintensief, tijdrovend en vereisen veel ruimte. In de praktijk worden strooibeelden daardoor zelden op die manier uitgevoerd. Om daar een mouw aan te passen werden verschillende methoden ontwikkeld om strooibeelden te voorspellen in plaats van ze op te meten, waarbij het strooibeeld bepaald wordt door individuele korrelbanen te simuleren en hun landingsposities te berekenen. Geen enkele van deze technieken is er echter in geslaagd om strooibeelden op een nauwkeurige manier te voorspellen.
ILVO-UGent onderzoeker Simon Cool ging op zoek naar het compromis: hij ontwikkelde een hybride systeem van camera’s en modellen om op een snelle, nauwkeurige en kost- en ruimte-efficiënte manier strooibeelden van centrifugaalstrooiers te bepalen.

Camera’s en ballistiek + kunstmest en strooiers = 3D strooibeeld

Bij de hybride methode wordt het strooibeeld voorspeld op basis van metingen van korrelparameters nadat ze de strooischijven verlaten hebben, waarna hun individuele korrelbanen gesimuleerd worden via een ballistisch model. Op die manier kan de landingspositie van elke korrel berekend worden. Omdat de techniek gebruik maakt van beeldverwerking worden de parameters van de korrels bovendien bepaald zonder het strooiproces te verstoren. Om het gebruik van dure high-speed camera’s te vermijden, gebruikte Simon Cool de multi-exposure techniek om via een hoge resolutie stereovisie camerasetup de 3D posities, 3D snelheidsvectoren en korrelgroottes te bepalen. Bij multi-exposure zijn er meerdere lichtflitsen binnen dezelfde sluitertijd van de camera om opeenvolgende posities van bewegende korrels op één beeld weer te geven. Om landingsposities te voorspellen, rekening houdende met zwaartekracht en luchtweerstand, maar ook met wind, werd alle factoren ingebouwd in een driedimensionaal ballistisch model.

Strooitesten bewijzen nauwkeurigheid

Verschillende strooitesten werden uitgevoerd in de compacte, verduisterde cabine, met een commercieel beschikbare strooier en een veelgebruikte kunstmeststof. De voorspelde korrelgrootteverdeling bleek herhaalbaar en nauwkeurig: de resultaten voor alle experimenten waren vergelijkbaar en de grootteverdeling kwam overeen met de verdeling die opgemeten werd via zeeftechnieken. Ook de voorspelde snelheden en tweedimensionale strooibeelden waren vergelijkbaar tussen de corresponderende strooitesten. De voorspelde strooibeelden bleken bijna identiek aan strooibeelden die opgemeten werden in het veld met een rij met collectiebakken, met een correlatie van 97.5% tot 98.5%. Ook de homogeniteit van het strooibeeld na overlap van opeenvolgende strooigangen was gelijkaardig. “Tijdens een aantal tests bleek bal dat het effect van wind groter was dan de tractorsnelheid of de strooierhoogte, zeker in het geval van zijwind. Het ontwikkelde meetsysteem kan gebruikt worden om de prestatie van strooiers in de praktijk te beoordelen en om strooiers af te stellen.”

Een nieuwe gespecialiseerde dienst binnen ILVO

Kijk ook naar het filmpje 'De Spreadwise: uw centrifugaalstrooier snel en precies afstellen in een kleine ruimte'

Met het ontwikkelde meetsysteem kunnen nu simulaties uitgevoerd worden om op een snelle manier en zonder bijkomende metingen het effect van aanpassingen in strooiparameters en omgevingsfactoren na te gaan, zoals tractorsnelheid, strooierhoogte en wind. Dat biedt perspectief voor de landbouwsector en bepaalde toeleveranciers, voor controle-instanties en voor de onderzoekswereld.
“Voor fabrikanten van strooiers kan het systeem interessant zijn om strooitabellen op te stellen zonder nood aan grote en dure strooihallen. Het systeem biedt bovendien meer inzicht in het strooiproces en simulaties kunnen uitgevoerd worden om het effect van parameters zoals wind na te gaan zonder hiervoor extra strooitesten te moeten uitvoeren. Ook voor producenten van kunstmest kan het systeem interessant zijn, zowel om experimenten uit te voeren maar ook voor simulaties, bijvoorbeeld om de strooibaarheid van hun product te verbeteren.“
Informatie en afspraken rond deze dienstverlening: contacteer Jurgen Vangeyte (zie hieronder)

Contact

Greet Riebbels, ILVO communicatie: greet.riebbels@ilvo.vlaanderen.be, 0486 26 00 14
Dr. Simon Cool: simon.cool@ilvo.vlaanderen.be, 09 272 27 51
Dr. Jürgen Vangeyte, wet. dir. ILVO & promotor: jurgen.vangeyte@ilvo.vlaanderen.be, 0499 59 36 73
Jan Pieters, Prof. Landbouwtechnologie UGent & promotor: jan.pieters@ugent.be, 09 264 61 88

Volledig persbericht