Monitorización de las parcelas desde el aire

Se puede llevar a cabo esta técnica con drones, satélites, o incluso con sensores equipados en la parte alta de los pívots, siempre todos los equipos deben contar con sensores que permitan la toma de datos. En este artículo, vamos a centrarnos en los drones y los diferentes sensores que se pueden equipar en ellos para obtener toda esa información que ayude a la toma de decisiones en la gestión de los cultivos.

Monitorización de las parcelas desde el aire

La agricultura de precisión con su objetivo de aumentar los rendimientos de los cultivos y reducir los insumos en los cultivos, requiere de técnicas como la teledetección para generar más beneficios en las explotaciones agrícolas cuidando el medio ambiente. “La teledetección es un modo de obtener información acerca de objetos tomando y analizando datos sin que los instrumentos empleados para adquirir los datos estén en contacto directo con el objeto”. Centrándonos en la agricultura, la aplicación de la teledetección sería la obtención de datos del ecosistema suelo, planta y factores ambientales, sin entrar en contacto o interferencia con este ecosistema. La teledetección permite tomar mejores decisiones en el manejo de problemas en la parcela y en la gestión de prácticas agrícolas como el riego o la fertilización. Se puede utilizar para la identificación de problemas en zonas concretas de la parcela y solucionarlos lo antes posible, evitando que el problema aumente o que sea irreparable. Como es habitual, esta técnica se comenzó a utilizar a nivel científico, podemos verlo en varios artículos de investigación, y con el tiempo, cada vez más empresas se dedican a dar asesoramiento a grandes explotaciones agrícolas y empresas relacionadas con el ámbito agrícola basándose en esta tecnología.

Y, ¿Qué equipos necesitamos para llevar a cabo la técnica de la teledetección? Se puede llevar a cabo esta técnica con drones, satélites, o incluso con sensores equipados en la parte alta de los pívots, siempre todos los equipos deben contar con sensores que permitan la toma de datos. En este caso, vamos a centrarnos en los drones y los diferentes sensores que se pueden equipar en ellos.

Los drones, RPAS (Remotely Piloted Aircraft Sistems en sus siglas en inglés), UAV (Unmanned Aerial System), son aeronaves no tripuladas que vuelan a baja altura y adquieren los datos de forma remota. La mayoría de ellos son de ala fija o ala rotatoria, con una baja capacidad de carga y con durabilidad del vuelo reducida.

Los UAS/RPAS de ala fija son los que tienen un funcionamiento similar al de un avión, utilizan las alas combinadas con el viento para conseguir que la suma de todas sus fuerzas en el centro de gravedad del aparato sume 0, y gracias al impulso generado por la hélice avancen. Estos aparatos tienen una mayor autonomía, pueden cubrir zonas mucho más extensas, tienen una mayor eficiencia y una mayor velocidad, pero precisan para despegar una plataforma de lanzamiento y para su aterrizaje de sistemas de recogida.

Los UAS/RPAS de ala rotatoria generan las fuerzas aerodinámicas para su sustentación durante el vuelo mediante el giro de unas hélices. Este tipo de aparatos realizan el despegue y aterrizaje en vertical, evitando la necesidad de una plataforma de lanzamiento como ocurre con los de ala fija. También pueden mantener un vuelo estacionario sobre una misma zona, esta característica es muy útil cuando se pretende inspeccionar una misma zona repetidas veces. Existe una amplia variedad de aplicaciones de estos drones en agricultura, utilizando la técnica de teledetección. Se pueden realizar desde simples exploraciones de los cultivos o mapeos de la cobertura vegetal del cultivo, hasta procesos más complicados como la determinación de diferentes tipos de estrés del cultivo, manejo de dosis variables de fertilización o riego y estimaciones de rendimientos en una parcela. Para utilizar la teledetección en agricultura se requiere de la instalación de sensores que se equipan en un dron para tomar datos mediante teledetección. Los más utilizados en agricultura son los que permiten obtener datos de la cubierta vegetal del cultivo, como la temperatura, la reflectancia del espectro visual, reflectancia del espectro infrarrojo.

Mediante el procesado de estos datos se pueden obtener valores numéricos que permitan evaluar el estado del cultivo

¿Qué equipos necesitamos para llevar a cabo la técnica de la teledetección?

Se puede llevar a cabo esta técnica con drones, satélites, o incluso con sensores equipados en la parte alta de los pívots, siempre todos los equipos deben contar con sensores que permitan la toma de datos

Alguno de los sensores son:

• Cámara RGB (Red, Green, Blue, los colores rojo, verde y azul), este tipo de sensores mide la radiación de la luz dentro del espectro visible, la luz que el ojo humano es capaz de ver. Con este tipo de sensores solo pueden captarse e interpretar los colores que ve el ojo humano, los que captamos nosotros mismos. Pueden ser útiles para una observación en vista aérea de un cultivo, como, por ejemplo, para un estudio de la falta de plantas en un cultivo, pudiendo calcular el % de nascencia de una determinada variedad.

• Sensores hiperespectrales, son similares a los sensores multiespectrales, pero con un mayor número de longitudes de onda, mientras que los sensores multiespectrales solo captan determinadas bandas de longitudes de onda y no consecutivas, estos sensores permiten la visualización de cientos de bandas espectrales, desde el espectro ultra violeta al infrarrojo, dando una mayor información de la composición de lo que se observa. Aún se está estudiando su aplicación en agricultura, de momento los más utilizados son los sensores multiespectrales. Por último, cabe destacar otra utilidad de los drones en agricultura que ha surgido en los últimos años. Gracias al aumento de las capacidades de transporte de los drones de ala rotatoria, algunos son capaces de equipar pequeñas cubas que transportan el producto para un tratamiento fitosanitario y llevan en las hélices boquillas que permiten realizar tratamientos muy localizados en una parcela

• Sensores multiespectrales, pueden captar otra radiación que el ojo humano y las cámaras RGB no son capaces de interpretar. En el caso de la agricultura hay dos radiaciones que son de gran interés y pueden ser captadas por estos sensores, el red Edge y el infrarrojo cercano. Gracias a la radiación medida en estos dos rangos de radiación se pueden construir varios índices de vegetación que pueden ayudar a la interpretación de una imagen aérea de la parcela y la identificación de posibles problemas en el cultivo. Por ejemplo, se pueden identificar posibles enfermedades, carencias nutricionales o estrés hídrico. Uno de los índices más utilizados es el NDVI (Índice de Vegetación Diferencial Normalizado) que se basa en la reflexión de la radiación del espectro visible, en concreto el color rojo, y del espectro infrarrojo cercano. La planta en función de su estado reflejará cantidades distintas de cada espectro. Si la planta está sana y con vigorosidad, sin estrés de ningún tipo, reflejara una gran cantidad del infrarrojo cercano y una pequeña cantidad del espectro visible rojo. Por el contrario, cuando la planta presenta un estrés, la reflexión del infrarrojo cercano desciende y la del espectro visible rojo aumenta considerablemente. Esto permite evaluar el estado de la planta según los valores obtenidos en este índice.
• Sensores térmicos, estudian la temperatura de la cubierta vegetal del cultivo, esta temperatura aumenta considerablemente cuando la planta está sufriendo un déficit hídrico. La planta para regular su temperatura utiliza la transpiración, es decir, pierde agua de su interior evaporándola para descender su temperatura, tal y como ocurre con la sudoración en el cuerpo humano. Existen otros índices que permite transformar estos valores de temperatura de la cubierta vegetales obtenidos en valores para decidir si el cultivo necesita ser regado o no

En ningún momento estas prácticas de teledetección pretenden sustituir a los métodos tradicionales de monitoreo de los cultivos, son un método complementario, que busca hacer más preciso el manejo de los problemas y las prácticas agrícolas que un agricultor lleva a cabo en su explotación.

Además, en la mayoría de las ocasiones la utilización de la teledetección o los drones solo sirven para identificar el problema, se requiere de un apoyo técnico posterior o de la experiencia del agricultor para encontrar solución a ese problema. Si quieres conocer más de cómo funciona la teledetección y su aplicación en la agricultura, todo ello se estudia en profundidad en el Máster en Agro 4.0. del AgroTech Campus, perteneciente a ENIIT Business School, si quieres formarte en las últimas tendencias de la agricultura de precisión no dudes en ponerte en contacto con ellos.