Drones en la agricultura de precisión

Drones en la agricultura de precisión
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Drones fumigadores en la agricultura de precisión

Drones, una herramienta fundamental de la Agricultura de Precisión. Para ello, el dron capta imágenes que, tras el tratamiento informático adecuada, son capaces de arrojar datos precisos sobre diferentes aspectos, como: El estrés hídrico de los cultivos. Las deficiencias nutricionales de las plantas.

Orígenes de la agricultura de precisión

La agricultura de precisión tiene sus orígenes en los EEUU entre las décadas 70 y 80, precisamente en Minnesota, donde y gracias al apoyo de empresas de desarrollo tecnológico, se crearon los primeros sensores digitales y se utilizaron en el monitoreo de parcelas. Por otro lado, se planteaba al suelo no como una unidad homogénea; sino como una heterogénea, debido a todos los componentes que lo integran, trayendo a la luz el concepto actual de "variabilidad del suelo". Y creando una nueva perspectiva donde ya no se considera al campo cultivado una sola área de terreno y se trazaba su división por segmentos. Sin embargo, la implementación de estos dispositivos no fue suficiente para lograr mayores adelantos para la época y no fue sino hasta la década de los 90, cuando formalmente y con la liberación de uso del sistema de posicionamiento global (GPS) de forma comercial se crearon maquinarias que disponían de herramientas de geolocalización, como cosechadoras y sembradoras. Así mismo se empezaron a generar mapas de las unidades de producción con estos sistemas. Así fue como de la agricultura convencional se deslindó un nuevo método tecnológico de "agricultura de precisión", significando el principio de un gran trayecto de avances. Entre los primeros países en adoptarla se encuentran Estados Unidos, Canadá y Gran Bretaña, a quienes con el pasar de los años se uniría Alemania, Argentina, Australia, Brasil entre otros.

Aplicaciones de los drones en la agricultura de precisión

  • Manejo eficiente del agua.

El estrés hídrico en los cultivos provoca el cierre de estomas, reduciendo la transpiración y aumentando la temperatura de las hojas. Este aumento de temperatura se puede monitorizar con sensores térmicos. Estos sensores permiten estimar las necesidades hídricas de cada planta por lo que se puede llegar a aplicar la cantidad más adecuada de agua, con el consiguiente ahorro energético, especialmente si son explotaciones con aguas subterráneas.

  • Tratamientos localizados de herbicidas.

En la mayoría de los cultivos, los tratamientos se realizan en fases tempranas, cuando las malas hierbas y el cultivo están en un estado fenológico de plántula. En este estado tienen una respuesta espectral y una apariencia muy similares, por lo que para que el tratamiento sea localizado es necesaria su discriminación atendiendo a la composición y densidad de las malas hierbas.

  • Uso óptimo de fertilizantes.

La detección del estrés nutricional en los cultivos, a partir de sensores multiespectrales que estiman el desarrollo vegetativo, permite la aplicación de fertilizantes sólo en las zonas en las que es necesario.

  • Detección temprana de enfermedades y plagas en cultivos.

Por ejemplo, se pueden detectar los cambios fisiológicos que la enfermedad de la Verticilosis causa en el olivar con el fin de cartografiar los daños ocasionados en estados tempranos. Con esta información se pueden programar medidas de control que tienen efecto cuando los primeros olivos están afectados y la enfermedad está aún localizada en focos y no afecta al conjunto de la parcela.

  • Supervisión de áreas fumigadas.

La vista de pájaro que nos permiten tener los drones constituye una herramienta operativa para el seguimiento de las actuaciones que realizamos sobre nuestras fincas.

  • Indicadores de calidad en cultivos.

Las imágenes multiespectrales obtenidas desde un SARP en combinación con parámetros medidos en campo permiten, en el marco de un Sistema de Información Geográfica, obtener indicadores de calidad o producción de los cultivos.

  • Generación de inventarios de cultivos.

La observación aérea ha sido desde siempre una herramienta potente para la generación de inventarios de cultivos. Aunque para grandes superficies los SARP no ofrecen las prestaciones de aviones y satélites de muy alta resolución, sin embargo, son una herramienta operativa en lugares de muy difícil acceso, en países con dificultades de infraestructura para operar aviones o en zonas con mucha cobertura nubosa.

  • Control de subvenciones agrarias.

En la actualidad la mayoría de controles de ayudas a la agricultura se realizan mediante imágenes de vuelos aerotransportados o imágenes de satélite. Sin embargo, los SARP pueden ser una herramienta de apoyo al control en campo, aportando una visión aérea de la totalidad de la explotación que facilita el seguimiento de los cultivos y de su estado de desarrollo vegetativo.

  • Conteo de plantas.

Las plantas crecen con la luz del sol, por ello el agricultor se asegura de que los cultivos se siembren de manera que les permita obtener el máximo de luz solar. Las plantas que crecen más tarde que otras, pueden causar daños en el crecimiento de las que las rodean.

  • Peritación de cultivos.

Cada vez más, la peritación de cultivos ante un siniestro, se apoya en imágenes multiespectrales obtenidas a partir de aviones y satélite. Estos datos permiten identificar con gran fiabilidad aquellas zonas que o bien no han sido afectadas o lo han sido al 100%. Sin embargo, la fiabilidad de esta peritación disminuye cuando el cultivo se ha visto afectado parcialmente, siendo necesario que el perito se desplace a campo.

Ventajas de los drones en la agricultura

  • Explorar tus Campos en menos Tiempo
  • Los Drones proporcionan una imagen instantánea inmediata de un campo, en una fracción del tiempo que llevaría explorarlo a pie.
  • Cubre cientos de hectáreas en un solo vuelo, capturando datos que ayudan a detectar e identificar la variabilidad y las áreas de estrés de los cultivos.
  • Captura Datos Precisos que impulsan Decisiones y Acciones
  • Usar datos de Drones para generar mapas y planes de recetas, enfocando los tratamientos de manera más eficiente y reduciendo costos, obtener información que complemente otras herramientas agronómicas.
  • Por ejemplo, para el muestreo de suelo/hoja, en lugar de muestreo aleatorio, los datos de Drones pueden dirigirte a los mejores lugares para muestrear, ahorrando tiempo y dinero.
  • Rastrea Eficientemente los Cultivos a lo largo del Tiempo, para Investigación o Producción

hacer seguimiento de cómo progresan los cultivos desde la siembra hasta la cosecha. Monitorear con precisión los campos para fenotipado y otras aplicaciones de investigación.

  • La captura periódica de datos calibrados de sensores multiespectrales profesionales, ofrece información sobre la salud de los cultivos, independientemente de los cambios de iluminación, brindándole los datos necesarios para derivar tendencias cuantitativas.

Desventajas de los drones en la agricultura

  • Tiempo de vuelo y alcance

Hay algunos problemas con las aeronaves no tripuladas en la agricultura. La mayoría de los drones tienen un tiempo de vuelo corto de 20 minutos a una hora. Esto limita el área que pueden cubrir para cada carga útil. El alcance del vuelo también limita el radio que puede ser cubierto durante cada vuelo. Los drones, que pueden ofrecer un mayor tiempo de vuelo y un mayor alcance, son relativamente más caros.

  • Costo de compra inicial

Los drones con características que los califican para su uso agrícola son bastante caros. Para algunos drones, los altos costos incluyen hardware, software, herramientas y sensores de imagen. Los drones que no están equipados con el equipo necesario pueden ser más baratos de comprar. Sin embargo, las cámaras y el software de procesamiento deseados son bastante caros, por lo que son igualmente intensivos en capital. La compra de aviones no tripulados para su uso en la agricultura puede ser costosa a corto plazo, pero a largo plazo vale la pena.

  • Interferencia con el espacio aéreo

Los aviones teledirigidos agrícolas tienen el mismo espacio aéreo que los aviones operados manualmente. Por lo tanto, son susceptibles a las interferencias. Por lo tanto, es aconsejable que el granjero presente su plan de vuelo al aeropuerto local.

  • Comunicaciones

Esto significa que cualquier agricultor que quiera utilizar drones debe invertir en equipo de comunicación o comprar drones capaces de capturar y almacenar datos sobre el terreno en un formato procesable.

  • Dependiendo del clima

A diferencia de las aeronaves convencionales, los drones son mucho más vulnerables a las condiciones climáticas. Si hay viento o lluvia afuera, puede que no puedas volar.

  • Conocimientos y habilidades

Las imágenes deben ser analizadas por personal cualificado y competente para que se traduzcan en toda la información útil. Esto significa que un agricultor medio que no tenga estos conocimientos puede necesitar capacitación o puede necesitar emplear personal capacitado con conocimientos de programas informáticos analíticos para apoyar el procesamiento de imágenes.

Uso de los drones en Cuba

En la actualidad, tras años de exploración e investigación, el mundo apuesta por la automatización de procesos de la vida cotidiana como una forma de alcanzar la mayor eficiencia posible con un aprovechamiento óptimo de recursos humanos y materiales. Cuba se inserta en esta dinámica internacional y aunque muchos piensen que es imposible desplegar tal rama de la ciencia en un país subdesarrollado y asediado, los científicos cubanos demuestran todo lo contrario. En la UCLV se trabaja desde la década de los 80, los temas de la automatización como parte del Grupo de Investigaciones en Mecatrónica Aplicada a la Soldadura (GIMAS), hasta que posteriormente se crea el Grupo de Automatización, Robótica y Percepción (GARP) en esta Universidad. Una de las soluciones desarrolladas por estos científicos, que más conoce la población resultan los pilotos automáticos para vehículos autónomos (los populares drones). Estos vehículos se emplean para tomar imágenes de cultivos y suelos para su posterior análisis y toma de decisiones en procesos agrícolas y de otra índole tanto económica como medioambiental. Estos aparatos se controlan de forma remota lo que posibilita un ahorro considerable de recursos y, además, se obtienen imágenes mucho más certeras. También se trabaja en vehículos marinos. Muy relacionado con esta esfera también desde la UCLV se trabaja en el sistema de información geográfico, un sistema gestor que posibilita almacenar y procesar información que va a tributar a la aplicación de las nuevas tecnologías de las comunicaciones en la agricultura. Con ello se concibe un correcto engranaje de las prácticas de agricultura de precisión, como un proceso cerrado, desde el momento en que se toma la imagen, su procesamiento y análisis, y la inserción de la información a una maquinaria para que realice un tratamiento diferenciado Así mismo los mapeos de suelo, estimaciones de cultivo y la detección de plagas y enfermedades de los principales cultivos de la agricultura cañera y no cañera para potenciar la producción de alimentos del país. En Cuba desde hace años se aplican estas tecnologías, aunque no de manera masiva debido al alto costo del equipamiento, han existido experiencias en las provincias de Holguín (langostas), Pinar del Río (arroz), Matanzas (cítricos y caña de azúcar) y Artemisa (papa).

Fuentes

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