Agrotecnología y drones: Innovación en constante evolución / Daniel Javier Yuste

Opiniones y Experiencias - 02 Jan, 2019

Daniel Javier Yuste Aguilera
DELSAT INTERNATIONAL GROUP
delsat.aero@gmail.com

Ayer, nuestros abuelos ya eran innovadores. Con sus medios, los abonos naturales y en base a la experimentación y al ensayo-error, iban incorporando nuevas técnicas al campo con el objetivo de obtener mayor producción. Tan innovadores que, por lo que me contaba mi abuelo, las técnicas aplicadas y los resultados obtenidos ya se transmitían a otros agricultores, produciéndose así lo que hoy llamamos “transferencia del conocimiento”, incorporar el conocimiento a una cadena de valor para generar un retorno económico.

Hoy en la agricultura la innovación continua. Se incorporan técnicas emergentes y de las Tecnologías de la Información y comunicación (TIC ́s). Así, del uso de las traíllas tiradas por uno o dos animales para nivelar el terreno, se ha pasado a la utilización de tractores con sistemas laser, o del uso de la cuerda y el azadón, a la utilización vehículos autónomos con sistemas de posicionamiento global GPS para el trazado de los surcos. Objetivo, el mismo que el de nuestros abuelos: obtener mayor producción y por tanto mayor rentabilidad.

Con este objetivo, aparece la “Teledetección”, para obtener datos a distancia del cultivo, o la “Agricultura de precisión”, para aplicar la cantidad adecuada de insumos, en el momento adecuado, en el lugar exacto y así, obtener mayores rendimientos económicos, medioambientales y sociales. También se incorporan las imágenes satelitales, los sistemas para su procesamiento, los modelos matemáticos y estadísticos, la Agronomía, y todo para obtener unos “índices” que, una vez analizados, ayudarán en la gestión de los recursos naturales. 

La innovación sigue con la utilización de los drones de uso civil, también conocidos como RPAS (Remotely Piloted Aircraft System) o UAS (Unmanned Aerial System) y, junto con los avances en el desarrollo de microsensores, posibilitan un nuevo concepto de Teledetección de Alta Resolución de uso en la agricultura de precisión, siendo además una solución económicamente viable.

Las ventajas son diversas y, mediante sensores embarcados en el dron, ya sea una cámara multiespectral, LIDAR, termográfica o cámara de video, se obtendrán unas imágenes de alta resolución que, después de su procesamiento, permitirán detectar entre otras, zonas infestadas de malas hierba, zonas que requieren de mayor o menor riego, el estado de salud de la planta o la detección temprana de plagas y enfermedades en los cultivos.

La técnica consiste en realizar varios vuelos de dron a baja altura, en torno a los 100 metros, con diferentes sensores. Así, con una cámara multiespectral se realizan vuelos en momentos críticos del cultivo. Este sensor adquiere datos a partir de la emisión y reflexión de la “Radiación Electromagnética” (REM), siendo ésta una forma de energía que se propaga mediante ondas que se viajan en el vacío a la velocidad de la luz (300.000 Km/s), transportando cantidades discretas de energía. Normalmente las cámaras multiespectrales trabajan en cinco bandas para detectar la radiación electromagnética y cada una de ellas tienen una longitud de onda:

  • Banda 1 – Azul (B): 480 nm
  • Banda 2 – Verde (G): 560 nm
  • Banda 3 – Rojo (R): 670 nm
  • Banda 4 – Red Edge: 720 nm
  • Banda 5 – Infrarrojo cercano (nIR): 840 nm

En función del tipo del objeto y cultivo que se esté considerando, la radiación emitida podrá

  • reflejarse, la radiación es reenviada de vuelta al espacio (reflectividad (ρ))
  • absorberse, la radiación pasa a incrementar la energía del objeto (absortividad (α))
  • transmitirse, la radiación se transmite hacia abajo a otros objetos (transmisividad (τ))

En Delsat International los datos registrados con cada vuelo, son procesados de manera automática. Los valores obtenidos generan unos índices que son interpretados por expertos en teledetección e ingenieros agrónomos y son ellos los que determinan el estado del cultivo mediante el análisis y evolución de esos índices, siendo necesario repetir los vuelos en los diferentes estados críticos citados para disponer de un histórico de su evolución.

Aunque se utilizan los mismos índices, los valores que se obtienen de cada uno de ellos son específicos para cada tipo de cultivo y habrá que interpretar el resultado teniendo en cuenta, por ejemplo, si trata de un leñoso, un cereal de secano o una plantación de arroz ya que son medidas cuantitativas, basadas en valores digitales, que tienden a medir la biomasa o vigor vegetal.

Un índice de vegetación es una combinación de medidas de distintas bandas espectrales, y se obtienen mediante procesos matemáticos, algoritmos específicos a partir de la imagen generada con los datos de la cámara multiespectral y se trabaja con cada pixel de esa imagen para llegar a estimar y evaluar el estado de salud de la planta según el valor de radiación que las plantas emiten o reflejan.

El índice de vegetación más conocido y usado es el Índice Normalizado Diferencial de Vegetación (NDVI Normalized Difference Vegetation Index). Está relacionado con la actividad de fotosíntesis y la estructura foliar de la planta, permitiendo determinar la vigorosidad de la planta.

Otros índices, el GNDVI, es una variante del NDVI que utiliza para su cálculo la banda del verde en lugar de la del rojo, el RVI, GVI, NGRDI, RG, NDRE, SAVI, SAVI2, entre otros y que indican el estrés hídrico, el estado del suelo, agroquímicos etc… No obstante, la combinación y diferentes operaciones matemáticas entre los valores de radiación medida, pueden generar otros índices que aportarán valor a los expertos.

De las radiaciones medidas, de los datos procesados y de la imagen, se obtienen unos valores y unas zonas con diferentes colores que, después de los estudios, identifican las zonas con déficit o con superávit según el índice que se está analizando, obteniendo información acerca de los cultivos también en aspectos tan variados como:

  • Tratamiento localizado de herbicidas
  • Estrés nutricional y usos de fertilizantes.
  • Detección de enfermedades y plagas en cultivos.
  • Supervisión de áreas fumigadas.

 

En la imagen pueden verse parcelas de cultivo en las que hay diferentes colores. Estos colores se han generado como consecuencia del procesado de datos y se ha obtenido un valor numérico que indica el déficit o el superávit del índice o índices bajo estudio, que puede ser el vigor de la planta, el estrés hídrico, fertilizantes, etc. Como consecuencia del análisis, se tomarían las medidas necesarias para intentar conseguir valores “normales” y un tiempo después de aplicadas las medidas correctoras se repetiría el vuelo y el estudio para observar la evolución, determinando si la solución adoptada es correcta o deben tomarse otras medidas. La agricultura de precisión requiere de un estudio continuado de la evolución del cultivo y de una estrategia en las medidas tomadas, realizando ajustes y modificaciones según la evolución del mismo. Un buen diagnóstico y un buen tratamiento lleva a que los cultivos gocen de buena salud y su rendimiento sea el máximo.

Desde la experiencia profesional de Delsat International, quedan demostradas las ventajas de la utilización de drones para teledetección y agricultura de precisión, ya que permiten  reducir los insumos, minimizar el aporte de productos químicos, pesticidas y herbicidas ya que se aplican en zonas concretas, de manera selectiva y sólo cuando se necesita, una gestión adecuada de los recursos hídricos en los campos y un sinfín de otras ventajas que llevan a conseguir el mismo objetivo que nuestros abuelos ya perseguían: el aumento de la producción, el cuidado y mejora de nuestros campos y el respeto al medio ambiente.

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