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Drones en la agricultura: un vuelo hacia el futuro

Drones en la agricultura: un vuelo hacia el futuro

El Departamento de I & D de Forigo Roter Italia,  analiza las posibilidades actuales y potenciales del uso de drones en la agricultura

El Departamento de I & D de Forigo,  analiza las posibilidades actuales y potenciales del uso de drones en la agricultura. Un futuro brillante cuyo pleno desarrollo pasa por la mejora de la funcionalidad de los equipos de vuelo no tripulados y la capacidad de captación de información de los sensores y su traducción a información de relevancia agrícola. Algunas utilidades obvias, como la aplicación de fitosanitarios, cuentan con limitaciones legales.

Cada vez más a menudo escuchamos sobre el uso de drones en la agricultura. ¿Estas herramientas innovadoras serán la respuesta a las nuevas necesidades de las fincas agrícolas? Dé un salto hacia el futuro con nosotros y descubra cuándo se puede considerar útil usarlos, dicen en Forigo Roter Italia.

Es una mañana fresca en un caluroso verano en el cinturón de maíz de los Estados Unidos cuando John, tomando su café, se asoma a la varanda de su casa para mirar al cielo. Poco después de que la aeronave sobrevuela sus cultivos, una extensión ininterrumpida de kilómetros de maíz y de soja.

La aeronave es un dron no tripulado autónomo, equipado con cámaras hiperespectrales, NDVI y algunos sensores experimentales, entre ellos escáneres láser miniaturizados. El dron realiza un vuelo a la semana en los terrenos del Consorcio, formado en 2022, de los cuales la empresa de Juan es una parte: 25.000 hectáreas a ser monitoreados para detectar la presencia del escarabajo Diabrotica barberi en maíz, la presencia de Halyomorpha halys, la nefasta chinche asiática, sobre soja. Además de esto, el dron controla las necesidades de agua del cultivo, para asegurarse de que las medidas adoptadas para ahorrar agua en la agricultura sean las correctas.

Al Centro de Datos llega una alarma gusano de la raíz: el avión no tripulado, que realiza un primer análisis de los datos ha identificado una anomalía y, gracias a un software específico, comunica vía radio las coordenadas y la información detectada. Automáticamente, los datos se transmiten al productor agrícola de la finca que administra la parcela, al mismo tiempo que el operador del consorcio comienza a examinarlos.

John recibe el mensaje y la aplicación de la computadora de mano, ¿un smartphone?,  y, geolocaliza instantáneamente la posición en el plano de su finca. Esta alarma no es una sorpresa para Juan: de hecho, no había comunicado aún al Consorcio la intervención realizada el día anterior cuando, para dar cabida a la nueva bomba para riego, había derribado algunos metros cuadrados de maíz. Satisfecho, observa la computadora de mano pensando en la notable precisión con la que el dron y sus complicados instrumentos reaccionaron a una pequeña anomalía.

La decisión de unirse al Consorcio fue exitosa: el costo fue en gran medida reembolsado por los ahorros obtenidos en el uso de productos fitosanitarios. Ahora, sin embargo, tiene que notificar al Centro de Datos antes de que los técnicos enviaran a “Mula”, el nombre familiar con que se llama coloquialmente al dron hexacóptero con guía programada utilizado en los tratamientos de cultivos localizados. Zonas de máiz con las plantas en el suelo en un área confinada serían en todos los casos, a excepción de éste, una señal inequívoca de las voraces larvas de este escarabajo traicionero.

Después de dos horas de vuelo el dron toma tierra a unos 3 km de la granja de Juan, en una pista especial, donde los trabajadores prevén la sustitución de las baterías y la recuperación de los datos almacenados durante el vuelo para su procesamiento final. Después de treinta minutos, el dron despega nuevamente.

Funcionará así o, al menos, sería bueno si pudiera funcionar así. Para que la imagen futurista de la agricultura de precisión basada en el uso de drones se convierta en realidad, se deben cumplir ciertas condiciones. Antes que nada, debemos pensar en su utilidad.

En la medida en que los drones logren proporcionar un servicio útil, habrá una evolución en su uso en la agricultura. Para que el servicio sea útil, es necesario que la información proporcionada por el dron no se conociera previamente o no fuera detectable o que esta información fuera mucho más costosa de recopilar. Sin embargo, siendo el dron no más que un medio de viaje, como puede ser un Quad (a menudo utilizado en agricultura de precisión para realizar relevamientos) o un tractor, la evolución tecnológica real debe referirse a los sensores para relevamientos remotos, es decir, ser los ojos del avión no tripulado. Los sensores que trabajan por contacto o a distancias muy cercanas obviamente no son aplicables a las aeronaves, pero pueden ser usados, como en realidad sucede, en las cosechadoras y otros equipos específicos para agricultura extensiva y horticultura.

Si los sensores también se pueden aplicar a los tractores y equipos de maquinaria, la ventaja de que pueden ofrecer los aviones no tripulados en la agricultura es ser capaces de operar donde el tractor no puede pasar: con los cultivos ya implantados y desarrollados, , como el maíz de la historia. En este caso, el uso del dron está relacionado con la ventaja económica ofrecida, que depende del valor de la información provista y del costo para obtenerla. (Captador registrador de temperatura y vibraciones sin contactos para máquinas agrícolas, el TP sens)

En el caso de cultivos extensivos con bajos ingresos, la única forma de reducir los costos es mejorar la eficiencia del servicio aumentando las áreas involucradas en la observación. Además, hoy en Italia, el uso de vehículos autónomos de baja altitud está de hecho prohibido por ENAC, que requiere la presencia de un piloto dedicado en el terreno (incluso por simple control). Esto reduce en gran medida los beneficios que puede lograr una economía de escala, pero no los elimina por completo.

Más problemática es la autonomía de las aeronaves de rotor, a menudo limitada a unas pocas decenas de minutos de vuelo, aunque sobre el mercado agrícola están “planeando” aviones no tripulados con autonomías que se acercan a la hora, con costos de adquisición ajustados.

Con respecto al valor de la información, la misma puede ser suficiente para justificar el uso en el caso de plagas exóticas e invasoras tales como el gusano de la raíz del maíz que en la “versión” presente en Europa, Diabrotica virgifera, ocasiona preocupaciones casi comparables a su prima americana.

Los drones para agricultura pueden ser más eficientes y más baratos en el futuro, volviéndose competitivos en comparación con los vehículos terrestres. En la actualidad, en muchos casos, el costo de la información suministrada por los drones es 2 a 6 veces mayor que la obtenida en el terreno. Por otro lado, el tractor, para llevar a cabo las diversas operaciones, debe pasar por toda la superficie y, por lo tanto, el “costo de transporte” de los sensores ya es absorbido por la operación. El relevamiento de la información contextual sobre el rendimiento de la operación (por ejemplo, deshierbe o tratamiento) puede ser menos preciso y, en consecuencia, el procesamiento de la información también los sería.

Este es un caso que se produce cuando los sensores deben detectar un parámetro (presencia de vegetación para el control de malezas o vigor de cultivo para la fertilización) y el equipo ha de hacer una aplicación a una tasa variable, es decir, distribuir un principio activo en función de la información leída unos momentos antes. Ser capaz de llevar a cabo estas operaciones de acuerdo con los las recomendaciones de una forma ponderada, según las mediciones de campo realizadas anteriormente, puede proporcionar una gran ventaja.

Se tratará de verificar si la monetización de esta ventaja puede cubrir los costos de una encuesta ad hoc y si el medio más conveniente para hacerlo es una aeronave.
De hecho, actualmente ya hay información disponible sobre el vigor de determinados cultivos, de acuerdo con las mediciones realizadas por satélite (por ejemplo, Sentinel-2, WorldView-2, RapidEye) que, al tiempo que ofrece una resolución más baja, tiene la gran ventaja de ser gratuitos o cuestan unos pocos centavos por hectárea.

Drones en la agricultura: los sensores
En la actualidad, los sensores útiles en la agricultura que pueden operar desde algunas docenas (o miles) de metros del sujeto no son muchos y se basan en lecturas de la reflectancia de longitudes de onda particulares que caracterizan a la radiación solar. Algunos sensores miden longitudes de onda visibles, unas pocas longitudes de onda seleccionadas; otros trabajan en espectros externos a los visibles, como los sensores multiespectrales.

La historia en los párrafos anteriores cita el sensor NDVI: el único actualmente aplicable (y ampliamente utilizado) con éxito en la agricultura. Esto proporciona información sobre el “vigor del cultivo” mediante el análisis de la relación entre la reflectancia, ondas electromagnéticas reflejadas desde el cultivo, y la radiación (solar) incidente de longitudes de onda especiales (infrarrojo cercano o NIR). Las longitudes de onda se eligen entre aquellas a las que reacciona la clorofila, de forma que se detecta información sobre la actividad fotosintética. Cuando esta es alto (en proporción a la disponibilidad de luz) se supone que la planta está sana; si la situación es al revés, puede haber un problema. (los índices de vegetación)

Las causas de una actividad fotosintética reducida pueden ser muchas: la más común en el verano es la falta de agua que impide que la planta abra los estomas y recolecte de la atmósfera el CO2 necesario para la fotosíntesis; o una falta de nitrógeno, que no permite desarrollar las enzimas necesarias para la fotosíntesis, o un ataque parasitario que altera todo el metabolismo de la planta.

El sensor es asistido por un algoritmo que traduce la información física (es decir, la relación entre la intensidad de la radiación solar reflejada y la incidente) en una unidad agronómica (es decir, un índice que expresa la diferencia en la capacidad vegetativa, adecuadamente normalizada, es decir, el NDVI).
Un segundo nivel de procesamiento debe interpretar estas unidades de información agronómica evaluando (o ayudando al agricultor a evaluar) las posibles causas de cualquier valor en conflicto. Para ciertos cultivos, disponiendo de información sobre la tendencia estacional, sobre las técnicas de cultivo aplicadas y sobre las características pedológicas, se puede evaluar el problema con bastante precisión. En las plantaciones de cítricos, el dron se usa para identificar plantas potencialmente afectadas por el virus de la tristeza (Citrus Tristezza Virus o CTV).

Los drones también podrían estar equipados con sensores que detectan la presencia de gases, partículas y aerosoles atmosféricos, per en este momento no se utilizan en la agricultura.

Drones en la agricultura, su utilidad. Imagen de Forigo Roter Italia

Drones en la agricultura: las mulas
Tomemos prestado, en memoria de Asimov, este nombre para los drones multirotor que se pueden utilizar para la ejecución de determinadas operaciones agrícolas, de momento todos confinados a la distribución de productos fitosanitarios. Por otra parte, de cara a la agricultura sostenible, la mayoría de las aplicaciones se refieren a la distribución de productos biológicos o para la lucha biológicas como hongos simbióticos e hiperparástitos (por ejemplo, Trichoderma), predadores e insectos útiles. En estos últimos casos se distribuyen huevos del artrópodo, a veces protegidos por una cápsula de celulosa, como ocurre con Trichogramma brassicae, antagonista del barrenador del maíz.

Incluso la distribución de productos químicos sintéticos puede beneficiarse, pudiendo operar solo donde sea necesario (por ejemplo, una pequeña parte de la parcela), incluso con cultivos ya desarrollados. Además de esto, los aviones no tripulados en la agricultura pueden llevar a cabo el tratamiento necesario en toda la superficie, incluso cuando la lluvia u otros fenómenos meteorológicos desalientan o impiden el tránsito de tractores en el campo, y en terrenos muy empinados (como los de la llamada viticultura heroica).

La capacidad de transporte y la autonomía son aún pequeñas, pero ya permiten, con drones que cuentan con tanques de 2 a 3 litros de capacidad, llevar a cabo el tratamiento de 4-5 hectáreas de viñedo en una día hábil.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el uso de drones en la distribución de productos fitosanitarios está por el momento sustancialmente prohibida por la legislación. De hecho, los drones son equivalentes a los aviones convencionales (helicópteros y aviones) y, como tales, de acuerdo con el art. 13 de D.Lgs. 14.08.2012, n. 150 y art. 9 de la Directiva 2009/128 / CE, no pueden utilizarse en la distribución de productos fitosanitarios en Italia y en otros países de la Comunidad Europea. Se pueden otorgar autorizaciones por derogación para la región para casos particulares individuales.

Los aviones no tripulados, sin embargo, pueden distribuir productos no clasificados como plaguicidas, como por ejemplo Trichogramma en cápsulas, liberación de insectos y distribución de productos autorizados para distribución mediante medios aéreos.

Conclusiones
El futuro de la agricultura será ciertamente el de la agricultura de precisión, pero no es tan cierto que el futuro de la agricultura de precisión se base en los drones. Esto no sucederá mientras trabaje con aparatos con baja autonomía de vuelo, baja capacidad de carga, que operan de forma sustancialmente remota desde el suelo, caracterizados por una baja capacidad de trabajo y, por lo tanto, costosos.

Para que el dron desempeñe un papel importante en la agricultura, son necesarios:
Reducción en los costes de gestión de los drones en comparación con los vehículos terrestres (fines que se pueden alcanzar mejorando la autonomía, favoreciendo a los drones de alas, adquiriendo la posibilidad de vuelo autónomo, creando asociaciones de agricultores);
Fortalecimiento de drones operacionales, es decir, aquellos que realizan la operación y esto requiere la disponibilidad de aeronaves con mayor sustentación, más eficaces y ligeros, y de un soporte agronómico completo; Aumentar el rango de información que se puede detectar a una distancia (y por lo tanto también desde el cielo); Una mejora en la capacidad de interpretar la información recopilada (es decir, una mejora de la correlación entre la información física y los problemas agronómicos).

 

Una información del Departamento de I & D ForigoDivisión de Investigación y Desarrollo de Forigo Roteritalia. Equipo de expertos involucrados en el estudio y análisis de las principales técnicas agrícolas y hortícolas utilizadas en la actualidad. El conocimiento combinado con la competencia es el punto de partida para la mejora continua en un escenario de innovación y desarrollo tecnológico.

Fuente
Droni in agricultura: un volo sul futuro
Traducción A. Namesny, info@poscosecha.com

Sobre Forigo Roter Italia
El nombre de Roter proviene de la primera máquina fabricada por Forigo Roter Italia. Italia, el país que da lugar a la calidad de nuestros productos. La combinación de estos dos elementos da lugar a una amplia gama de máquinas fabricadas y distribuidas por la marca FORIGO. Desde 1972, FORIGO crea apasionadamente soluciones innovadoras para los sectores agrícolas y hortícolas y para cultivos especializados.
Nuestras máquinas se desarrollan en estrecho contacto con futuros usuarios: por lo tanto, aseguramos una “agricultura a medida”. Proporcionamos instrumentos que son únicos, estudiados en cada detalle y configurados de acuerdo a las necesidades del cliente; para hacerlo, utilizamos las tecnologías más modernas y actualizadas.

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