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El uso de los drones en la agricultura

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El uso eficiente de los recursos y la disponibilidad de agua para labores de riego son actualmente algunas de las principales preocupaciones del sector agrícola.

El proyecto europeo VAROS (VAriable Rate Operations for orchardS) investiga nuevas vías para aumentar la eficacia de los sistemas de riego haciéndolos más “inteligentes”, combinando el uso de sensores embarcados en drones, equipos de medición en tierra, reconstrucción 3D y un software capaz de analizar los datos y ofrecer una recomendación de riego ajustada a las necesidades reales del cultivo.

El VAROS es uno de los proyectos incluidos en la convocatoria 2015 del programa ICT-AGRI y el único dentro de dicha convocatoria que cuenta con participación española a través de la empresa Agrosap (Soluciones Agrícolas de Precisión). Esta firma andaluza acumula una amplia experiencia internacional en proyectos de I+D+i en el área de la agricultura de precisión, y ha sido la responsable de la línea de investigación relacionada con el riego de precisión. El proyecto ha contado también con la colaboración de los doctores Juan Agüera y Manuel Pérez-Ruiz, investigadores reconocidos por sus trabajos en el área de la mecanización y automatización agrarias.

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Proyecto VAROS

Según explica Miguel Ángel Polo Migallón, del departamento de Marketing y Desarrollo de Proyectos de la compañía, el proyecto se sirve de plataformas de vuelo no tripuladas (UAV) equipadas con cámaras térmicas y multiespectrales para conocer la temperatura de la cubierta vegetal y el estado vegetativo del cultivo. Estos datos se completan con sensores situados a pie de parcela que recogen valores sobre temperatura del aire, humedad del suelo, radiación solar, precipitación y velocidad del viento. El sistema realiza además una reconstrucción 3D del cultivo a partir de imágenes tomadas por cámaras RGB-D y sensores LiDAR. Todos estos datos son volcados en un software que, mediante el uso de algoritmos que trabajan con parámetros como la evapotranspiración del cultivo ET, determina una recomendación de riego individualizada.La última fase del proyecto incluye el desarrollo de controladores de riego inteligentes que permiten aplicar las dosis recomendadas de riego establecidas por el sistema, de una forma precisa y con un significativo ahorro de agua y energía.

Otro proyecto destacable dentro del ámbito agrícola es el proyecto ‘Mochuelo’, una investigación que, financiada por la Diputación de Jaén y realizada en el centro de vuelos experimentales ATLAS, se basa en el desarrollo de un sistema de vigilancia de superficies agrícolas como el olivar, utilizando aviones no tripulados controlados de forma remota (RPAS). Se trata de estudiar la viabilidad del desarrollo de un sistema de alerta temprana usando drones con detección y monitorización, sensores diurnos e infrarrojos y misiones de vigilancia.

En la provincia de Jaén hay 60 millones de olivos que generan unos 1.200 millones de euros al año, lo que supone el mayor aporte al PIB de la provincia. España recibe 1.100 millones de euros de ayuda comunitaria para el olivar. Pero, en este contexto, son muy frecuentes los robos nocturnos en fincas oleícolas. En los últimos años se han sustraído una media de 180.000 kilogramos de aceituna, y los robos ocasionan pérdidas que se cuantifican en 2.500 euros al año por olivar.

Así, las principales actividades desarrolladas en el marco del proyecto han sido el análisis de requisitos y definición de especificaciones de la plataforma y sensores; la integración de sensores y configuración de la plataforma; la definición de las misiones, procedimientos de operación y obtención de permisos; la primera campaña de vuelos experimentales, en ATLAS, para comprobar viabilidad; y la puesta a punto y aprobación de la operativa conjunta (2ª campaña de vuelos).

Tras evaluar los buenos resultados obtenidos, se considera viable la utilización de drones para el futuro desarrollo de la actividad de vigilancia de olivares, especialmente a baja altura (120 metros como permite la regulación actual). Asimismo, el uso de cámaras de alta resolución, y una alta capacidad de zoom, son esenciales para las tareas de detección e identificación, además del uso de antenas direccionales de mayor ganancia con sistema de seguimiento automatizado para drones que se operen en lugares fijos o que no requieran un despliegue rápido; y los sistemas de procesado de imágenes en tiempo real con detección automática de personas o vehículos.

Está visto que, dentro del ámbito de la ingeniería civil, el uso de los drones en el ámbito de la agricultura es uno de los campos de actuación más interesantes. Así, la agricultura está experimentando un cambio tecnológico importante.

Desde Dronexplorer señalan que, hasta ahora, los métodos de control del estado de los cultivos eran principalmente de tipo pasivo y no permitían una visión global. Y, además, la interpretación de los datos se hacía por plantas o pequeñas zonas, “pero ahora todo eso ha cambiado”.

El uso de los drones ofrece múltiples posibilidades en el campo de la agricultura. Pueden sobrevolar campos de forma rápida y gracias a sus sensores captar información valiosa en grandes propiedades. Además, pueden volar en condiciones meteorológicas adversas y por debajo de las nubes, lo que los convierte en una herramienta “muy eficaz” para mejorar la capacidad productiva de un terreno.

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Mediante este sistema tecnológico, se pueden evaluar las condiciones del terreno y se pueden ver los niveles de hidratación, temperatura o ritmo de la cosecha. Además, sirven para prevenir enfermedades y así controlar que no se extienda una plaga y arruine toda la cosecha.Los datos obtenidos se digitalizan en forma de mapas y tablas, a partir de los cuales se genera la información que necesita el agricultor para poder tomar decisiones en sus cultivos con el fin de obtener mayores rendimientos económicos y medioambientales.

De ser necesario, son los drones los que arrojarán pesticidas, herbicidas y fertilizantes y también pueden aportar fotografías donde se puede ver en cada momento la cosecha para cada campaña agrícola mediante sus sensores y cámaras.

Un dron puede volar los campos cada semana, cada día o cada hora, permitiendo obtener datos de forma gradual para ver la evolución de la cosecha. Se detectan zonas infestadas por malas hierbas, zonas que necesitan mayor o menor riego, zonas infectadas por hongos y pueden detectar posibles enfermedades, además de permitir hacer un conteo de plantas y generar inventarios de los cultivos.

“Nos encontramos, en este punto, con el término agricultura de precisión, que define la gestión de parcelas agrícolas en base a la observación, la medida y la actuación, frente a la variabilidad entre cultivos. No es más que la bienvenida de las TIC en la agricultura, es decir, la manifestación de la era digital en la producción agraria”, apuntan desde la compañía.

Cada vez son más los agricultores que confían en la agricultura de precisión con el uso de RPAS, pero todavía está en fase de desarrollo. El objetivo es “obviamente, ahorrar costes a los agricultores consiguiendo una reducción del número de riegos, fertilizantes y tratamientos fitosanitarios, para así aumentar la productividad de los cultivos y exprimir la tecnología existente”.

También desde Full-drone, su CEO, jefe de Operaciones y Head Traine, Ignacio Fuldain, reconoce que drones, software y técnicos son ya “ayudas imprescindibles” para los modernos agricultores si desean mantener y mejorar el rendimiento de su explotación y su posicionamiento en el mercado.

La utilización de los RPAS pone al alcance, tanto del grande como del pequeño agricultor, la realización de tareas de control que les van a permitir tomar las decisiones más adecuadas y rentables con una agilidad, autonomía y precisión “hasta ahora inaccesibles” por los elevados costes de sistemas aéreos desde aviones o de satélites.

“La aparición de empresas de servicios como Full-drone, especializadas en la recogida de datos a través de sensores multiespectrales (térmicos, infrarrojos, ultravioletas, etc.) o la utilización de un sencillo dron por parte del propio agricultor han irrumpido en todo el sector primario, y lo han hecho para quedarse y evolucionar junto con sus necesidades”, reconoce.

De esta forma, Fuldain explica que, basado en imágenes capturadas por los drones, con diferentes filtros, recogen la reflexión de los espectros Infrarrojos, Próximo al Infrarrojo de vegetación y otros. Después, a través de software y los procedimientos de interpretación como el NVDI (Índice Normalizado de Vegetación Diferenciado), permiten extraer conclusiones muy precisas sobre la salud de las plantas, estado de maduración, estrés hídrico, afectación por plagas, etc.

“De esta manera, podremos escoger el mejor momento para recoger la cosecha, determinar las zonas que necesitan más abonado, riego, control de alguna plaga y hacerlo con una precisión y un notable ahorro en producto y tiempo (más del 30% en la mayoría de los casos)”, reconoce el CEO de la compañía.

Además, una vez tomada la decisión, otros sistemas le van a permitir al agricultor aplicar los tratamientos recomendados mediante drones fumigadores. Estos drones, muy desarrollados y con una tecnología muy precisa, pueden aplicar el tratamiento a muy baja altura con gran precisión y velocidad (de cuatro a seis hectáreas por hora) un ahorro en producto y una reducción muy importante de efectos colaterales no deseados en el medioambiente.

Por su parte, Smart Rural es una joven empresa vallisoletana que se ha propuesto liderar un negocio con una filosofía clara: dar un servicio útil a los agricultores. Para ello, han seguido los pasos de uno de los líderes mundiales, la francesa Airinov, que ha desarrollado el sensor más idóneo para el nitrógeno. La compañía se centra en los tratamientos de fertilizantes en cultivos de trigo, colza y maíz, los únicos en los que se ha conseguido la firma espectral que permite concretar en cada momento la cantidad de nitrógeno a aplicar. Los drones de Smart Rural son de ala fija, los más utilizados en Europa porque, a diferencia de los multirrotores, no necesitan que se les guíe. Además de eso, tienen mucha más autonomía de vuelo y capacidad para captar con sus barridos de cinco hectáreas al minuto.

Freixenet
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Antes de echar a volar el dron, a través del portátil se hacen las trazadas de la parcela indicada para orientarle por dónde tiene que pasar. Una vez es calculado por el software, se carga en el equipo, que comienza los pases indicados antes de aterrizar en el punto indicado. La información multiespectral o termográfica obtenida se trata ya en la oficina con otro software donde se identifica, por niveles de verdor, las zonas malas, medias y muy buenas donde aplicar el remedio. A partir de ahí, el agricultor/viticultor puede aplicar el fertilizante, bien manualmente, o directamente enviando la información por correo electrónico al Isobus, una terminal instalada en el tractor que controla el esparcidor de fertilizante, y se aplica automáticamente con una precisión de centímetros. Ésta precisión “es la verdadera revolución” que han aportado los drones para el uso agrícola frente al sistema de satélites, utilizado ya desde hace dos décadas.

“Antes, las imágenes se tomaban a miles de kilómetros y ahora apenas a 100 metros”, afirma Sergio Rodríguez, socio de Smart Rural. El resultado es que el margen de error era de 30 metros y ahora es de dos centímetros. Las ventajas para el agricultor/viticultor “son contantes y sonantes”. En fertilizante, el ahorro es de un 30% y en herbicida, según un estudio de la Universidad de Córdoba, es de un 70%.

“El futuro está en ahorrar ahí. No podemos dar más rendimiento porque eso ya lo hacen muy bien los agricultores, pero lo que se pretende es que no gasten más de lo necesario”, reconoce. “¿Y el coste? En la actualidad, en Francia se están pagando 15 euros por hectárea, una cifra que en Smart Rural reduce hasta los 10 euros/ha de media. Es un gasto asumible”, afirma Rodríguez.

Un ejemplo de compañía que ya está usando este tipo de aparatos es Freixenet, la primera empresa a nivel nacional que hará la aplicación de abono líquido con dosificación variable según el vigor obtenido por imágenes aéreas, análisis de suelo y el conocimiento de su equipo técnico que, junto con posicionamiento GPS, permiten automatizar esta aplicación. Se trata de una fertilización de precisión con variable localizada y automatizada, un sistema de trabajo único y nuevo en viña en el Penedès.

A través de analíticas de suelo y de imágenes aéreas tomadas en el momento oportuno, el equipo técnico de Cupasa, empresa de servicios agrícolas, diseña un plan de fertilización variable que será introducido en los ordenadores de las máquinas de inyectar y aplicar abono líquido. Estos equipos, al estar dotados con tecnologías de posicionamiento, son capaces de fertilizar de forma automática y variable según las necesidades del cultivo y el tipo de suelo, localizando el abono en la cantidad adecuada, en el lugar y en el momento oportunos.

Con ello, no sólo se puede obtener mejor producción con una fertilización racional, sino que se aprovechan mejor los recursos y se consigue una agricultura mucho más sostenible y cuidadosa con el medio ambiente.

 

Reportaje incluido en el especial sobre drones de mayo de Agenda de la Empresa