La utilización de drones en el control biológico de plagas, evitando el uso de agroquímicos, está creciendo en el mundo, según la consultora BayWa AG. Estos instrumentos tecnológicos
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Drones para ayudar a agricultores con el control de malezas
El último lugar donde se podría esperar encontrar drones y vehículos de exploración sería haciendo observaciones y controles en un campo de maíz, sin embargo, pronto, estos podrían unirse a los tractores y arados en la lista de herramientas agrícolas obligatorias de un agricultor, gracias a su potencial para reducir el uso de pesticidas y aumentar la cantidad de cosechas que se pueden cultivar.
Es parte de una tendencia hacia la llamada agricultura de precisión, en la que los agricultores utilizan equipos para controlar sus cultivos y responder a problemas cuando y donde estos se produzcan, en lugar de aplicar soluciones generales a un campo entero.
El Problema
Los peligros del uso excesivo de pesticidas en el medio ambiente pueden remontarse al libro de 1962 ‘Silent Spring’ (Primavera Silenciosa) de Rachel Carson, al que le ha sido atribuido el mérito de iniciar el movimiento moderno de conservación.
La UE aplica, actualmente, restricciones a ciertos pesticidas que contienen neonicotinoides, que se han relacionado con la desaparición de poblaciones de abejas melíferas en toda Europa.
En 2014, un estudio de la UE destacó los beneficios de la agricultura de precisión. El uso de este método puede reducir la escorrentía de pesticidas y fertilizantes, que pueden dañar significativamente el medio ambiente local.
El Dr. José M. Peña del Instituto de Agricultura Sostenible de Córdoba, España, dirigió el proyecto TOAS financiado por la Unión Europea, en el que drones sobrevolaban los cultivos para crear mapas de zonas de infestación con malezas para los agricultores de modo que pudieran identificar qué áreas tratar.
‘En Europa, el 60 % de los pesticidas que aplicamos son herbicidas para controlar las malezas’, dijo el Dr. Peña. ‘(Con) la tecnología aplicada al cultivo, podemos reducir drásticamente el uso de estos productos químicos y eso es un beneficio para el medio ambiente y para el agricultor’.
El Dr. Peña y su equipo utilizaron drones y tecnología de análisis de imágenes, que detecta ligeras diferencias en el color del campo a fin de descubrir la vegetación y las malezas que compiten con los cultivos. Sin embargo, las malezas y los brotes de cultivos pueden parecer similares a principios de temporada, cuando los cultivos se hallan en su momento más vulnerable.
La solución implicó examinar los patrones de cultivo junto con las imágenes. ‘Nosotros sabemos que los cultivos siguen un patrón, y a la vegetación que se sale de este patrón se la clasifica como maleza’, dijo el Dr. Peña.
‘Así, de este modo, podemos integrar la información espectral (y) también la posición y la forma de las plantas en el software para detectar aquellas que son malezas’.
Luego, los agricultores pueden aplicar herbicidas a áreas específicas, monitorear la evolución de sus cultivos a través del tiempo, y crear un mapa en 3D fotorrealista de su campo tomando fotografías aéreas desde múltiples ángulos.
Investigadores programaron drones para identificar malezas que se salen de los patrones normales de cultivos. Imagen cortesía de TOAS
Maíz, aceitunas
Después de analizar en primer lugar los campos de maíz y los olivares, el equipo determinó, posteriormente, que la tecnología funcionó para otros cultivos como el del girasol, la almendra y la uva.
‘Esto demuestra que la tecnología y el proyecto pueden ir más allá de la idea original’, dijo el Dr. Peña. ‘Asimismo, obtuvimos una precisión muy alta – podemos detectar más del 95 % de las malezas en los campos. Una cosa importante es que podemos detectar las partes del campo de cultivo que están libres de infestación. Este lugar es la zona donde el agricultor no necesita aplicar herbicida’.
No obstante, detectar las malezas es sólo la mitad de la tarea, e investigadores en otros lugares están desarrollando vehículos terrestres no tripulados, o vehículos de exploración, que pueden completar la labor eliminando las malezas.
“Nosotros podemos reducir de manera radical el uso de estos productos químicos, y eso es un beneficio para el medio ambiente y para el agricultor”, señaló el Dr. José M. Peña, del Instituto de Agricultura Sostenible, España.
‘Lo que estamos haciendo es demostrar que, realmente se puede realizar de forma totalmente automática’, dijo el Prof. Roland Siegwart de ETH Zurich, Suiza, quien dirige un proyecto de robótica llamado FLOURISH, financiado por la Unión Europea, para desarrollar el prototipo de un sistema integrado de drones y vehículos de exploración.
Escaneando diferentes características de los cultivos, tales como la altura y la cubierta de copas, el dron puede comunicar al vehículo de exploración no tripulado en el terreno las áreas que necesitan atención. El vehículo de exploración, entonces, elimina las malezas, aplica pesticida a un área específica, o le señala al agricultor las áreas que pueden necesitar fertilizante extra.
El Prof. Siegwart dice que esto podría conducir a un uso mucho más eficaz de los pesticidas.
‘Yo podría hacer la estimación de que probablemente sea una fracción muy pequeña del porcentaje de todos los productos químicos que son rociados en el campo la que realmente tiene un impacto’, dijo él. ‘Si tenemos más información, en realidad, se puede, con suerte, alcanzar una eficacia mucho más alta. Con, probablemente, 100 veces menos sustancias químicas aplicadas al campo, se puede tener exactamente el mismo efecto’.
Un aumento en la investigación de la tecnología agrícola puede también tener el beneficio añadido de eliminar el estigma sobre la tecnología con drones en sí ya que ayuda a resolver problemas como el modo de producir suficiente alimento para una población en crecimiento.
‘Por lo general, decimos que alrededor del 20 al 30% de la cosecha total de alimentos del campo ya está perdida, debido a que hay algunos problemas en el campo. Si se puede reducir esto, realmente se puede ayudar a alimentar a la sociedad de todo el mundo’.
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El despliegue de la agricultura de precisión en los países en desarrollo: Oportunidades y Desafíos
La presión sobre los agricultores es alta. Una población mundial en crecimiento, estimada en casi 10 mil millones para 2050, significa una demanda creciente para producir más alimentos. Pero más personas también requerirán más viviendas e industrialización, y eso significará menos tierra para cultivar.
Para los agricultores, la cantidad infinita de datos disponibles puede resultar abrumadora, por no mencionar el intento de mantener el ritmo de los rápidos avances tecnológicos. Todo esto puede equivaler a una especie de tormenta perfecta, especialmente para los pequeños agricultores de los países en desarrollo.
Nadie conoce los desafíos internacionales como Karim Maredia de la Universidad Estatal de Michigan , quien lidera el Programa Mundial de Acceso a la Tecnología (WorldTAP) , que se basa en la experiencia de MSU y en todo el mundo para ofrecer capacitaciones a corto y largo plazo, servicios de asesoría y consultas en diversos áreas de investigación y desarrollo agrícola.
La gran mayoría de los agricultores de los países en desarrollo son pequeños agricultores, lo que significa que cultivan alimentos en una pequeña parcela de tierra para alimentar a sus familias y es posible que les quede algo para vender en los mercados locales. A menudo toman decisiones de campo sobre la base de recomendaciones genéricas o información histórica en lugar de datos científicos.
“Hay muchos casos con fertilizantes y manejo de plagas y enfermedades, donde los agricultores simplemente están aplicando insumos a ciegas”, dijo Maredia. “Hacen lo que siempre han hecho. Hay muchos casos de uso excesivo, infrautilización y mal uso de insumos. Queremos trabajar con la gente para cambiar eso «.
Maredia ha pasado más de tres décadas ayudando a los países en desarrollo con el desarrollo de capacidades, la transferencia de tecnología y la formulación de políticas.
En 2017, fue nombrado el único no africano en el Panel Africano de Alto Nivel sobre Tecnologías Emergentes , que se encargó de unir a científicos de la agricultura, la salud pública y la gestión de recursos naturales para discutir las formas en que las nuevas tecnologías podrían fomentar el crecimiento económico. La necesidad de más tecnologías de agricultura de precisión es vital para el futuro de la agricultura, especialmente para las pequeñas explotaciones.
La reciente proliferación de teléfonos móviles en el mundo en desarrollo ha cambiado enormemente la forma en que las personas interactúan entre sí e intercambian información. También han cambiado drásticamente la forma en que operan las empresas y las granjas no son diferentes.
Según una encuesta de 2018 de 22 países en desarrollo realizada por el Pew Research Center, cerca del 60 por ciento de los encuestados dijeron que tenían teléfonos inteligentes. En los Estados Unidos, el 77 por ciento posee teléfonos inteligentes.
Desde Michigan hasta Malawi, los teléfonos inteligentes se están volviendo omnipresentes en la agricultura. Y no se trata simplemente de una comunicación rápida. El valor real radica en el uso de aplicaciones móviles para recopilar y analizar datos rápidamente, un recurso invaluable para la toma de decisiones en tiempo real y de alta presión.
Aunque el acceso a los datos es principalmente un problema del pasado, la implementación de tecnologías líderes sigue siendo un gran desafío.
Pequeña granja, gran responsabilidad
Según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, la mayor parte de los 570 millones de explotaciones agrícolas del mundo son explotadas por pequeños agricultores. Más del 80 por ciento de los alimentos que se consumen en África subsahariana y Asia se cultivan en estas granjas. Las pequeñas explotaciones agrícolas son con frecuencia el elemento vital de sus comunidades, de las que se depende para la seguridad alimentaria en algunas de las zonas más pobres del mundo.
A pesar de la naturaleza integral de estas operaciones y la creciente disponibilidad de datos, los pequeños agricultores tienen lagunas en tecnología y conocimientos.
Para ayudar a llenar estos vacíos, Maredia y sus colegas de WorldTAP capacitan a científicos, reguladores y legisladores en una variedad de temas, que incluyen seguridad alimentaria, agricultura sostenible, biotecnología, transferencia de tecnología y manejo integrado de plagas.
Por ejemplo, Maredia es investigadora principal en MSU en un nuevo proyecto de 2019 financiado por la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional para crear un Centro Egipcio de Excelencia para la Agricultura . La subvención de cinco años y $ 30 millones está dirigida por la Universidad de Cornell en asociación con MSU, la Universidad de Purdue, la Universidad de California-Davis, Sathguru Consultants, la Universidad de El Cairo y otras cuatro universidades egipcias.
Maredia y otros investigadores de la MSU están supervisando el componente de intercambios, capacitación y becas, en el que los miembros de la facultad y los estudiantes recibirán capacitación en una variedad de temas agrícolas.
Maredia también ha identificado programas de MSU que podrían ser útiles para científicos, especialistas en extensión y agricultores de países en desarrollo. Uno es PhotosynQ , una iniciativa dirigida por David Kramer, profesor distinguido de John A. Hannah y científico de MSU AgBioResearch.
Con un pequeño dispositivo de mano de $ 100, los usuarios de PhotosynQ recopilan datos inmediatos sobre la salud de las plantas en el campo o en el laboratorio. Luego cargan esa información a través de una aplicación de teléfono inteligente en el sitio web de PhotosynQ.
Compartir estos datos de manera amplia ha generado una vasta red de colaboración en temas que van desde técnicas de manejo hasta opciones de variedades de plantas. Hasta la fecha, más de 3.800 usuarios han realizado más de 1,1 millones de contribuciones a la base de datos.
“PhotosynQ es solo un ejemplo en el que conectar a las personas ha resultado en el intercambio de mucha información y conocimiento”, dijo Maredia. “Este es un dispositivo simple pero elegante. Estos son los tipos de tecnologías que interesan a los agricultores de los países en desarrollo porque son de bajo costo y altos en beneficios ”.
Predicciones llenas de presión
Pronosticar el rendimiento de los cultivos es una estrategia valiosa para cualquier agricultor. Las ventajas de comprender cómo el clima, las condiciones del suelo y la gestión afectan la producción son evidentes. Esa información, en última instancia, ayuda en la elaboración de un plan de cultivo.
Sin embargo, el acceso a métodos de modelado sofisticados es limitado. Los agricultores de los países en desarrollo a menudo no tienen la oportunidad de simular una multitud de escenarios antes de tomar decisiones.
Pero estas son exactamente las personas que pueden beneficiarse más de ella. Para muchos, la producción es una cuestión de supervivencia.
Amor Ines , profesora asistente en el Departamento de Ciencias Vegetales, del Suelo y Microbianas de MSU , quiere brindarles a los agricultores la oportunidad de aprender de tecnologías a las que de otro modo no tendrían acceso. Ayuda a los agricultores de los países en desarrollo comparando el acceso a la información a nivel agrícola y de formulación de políticas y mostrándoles cómo usar el conocimiento.
“Una cosa es darle a alguien más datos, pero otra muy distinta es mostrarle cómo usarlos de manera efectiva”, dijo Inés. “Podemos colocar sensores simples en un campo y extraer datos del suelo, usar sensores remotos, recolectar imágenes aéreas y unirlos con pronósticos meteorológicos. Teniendo en cuenta la gestión, podemos empezar a utilizar modelos para ver qué prácticas tienen más sentido. En los países en desarrollo, especialmente, hay recursos limitados que deben usarse de manera eficiente «.
Para varios esfuerzos de investigación, Ines se ha asociado con una empresa en Japón llamada ListenField , que conecta datos satelitales, drones, sensores y en la granja, luego ofrece análisis y recomendaciones. La empresa ofrece una aplicación móvil, FarmAI, que vincula estas tecnologías y ayuda a los agricultores a gestionar las operaciones diarias.
ListenField ha colaborado con numerosas organizaciones en Japón. Un proyecto notable implica trabajar con universidades de Japón, India y Tailandia en la agricultura basada en datos frente al cambio climático.
Hacer frente a un clima cambiante es uno de los aspectos más difíciles de la agricultura moderna. En Filipinas, donde la producción de arroz es fundamental para la seguridad alimentaria del país, Ines y los científicos del Instituto Internacional de Investigación para el Clima y la Sociedad de la Universidad de Columbia están fusionando modelos de cultivos con pronósticos climáticos estacionales para generar una herramienta de apoyo a las decisiones.
Para los agricultores y los gobiernos de los países en desarrollo, el modelado de cultivos puede ayudarlos a prepararse para circunstancias indeseables como la sequía. En 2019, Filipinas ha estado experimentando una sequía severa debido a El Niño.
“Los pronósticos climáticos estacionales no son muy útiles para los agricultores que no comprenden cómo eso se traduce en recomendaciones”, dijo Inés. “La combinación de datos de pronóstico con los modelos de cultivos nos permite presentar recomendaciones respaldadas por datos que se pueden implementar a escalas pequeñas y grandes. Estos agricultores nunca antes habían tenido información como esta, lo que hace que este trabajo sea muy emocionante «.
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Convirtiendo datos agrícolas de precisión en mayores ganancias
Adam DeVisser se ha convertido recientemente en el uso de la agricultura de precisión , pero es práctico en su aplicación.
“El valor no está en que las computadoras tomen decisiones por nosotros, sino en que nosotros tomemos decisiones más informadas”, dijo en una reciente conferencia sobre cultivos en Ontario.
DeVisser y sus compañeros panelistas, el agricultor Mark Brock y Brandon Dietrich de Sprucedale Agromart, dijeron que han encontrado ventajas significativas al utilizar equipos y técnicas de precisión.
“Con una base de tierra relativamente pequeña, tenemos que tener cuidado con los costos”, dijo DeVisser, quien cultiva entre 800 y 900 acres en la granja familiar.
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Una actualización de 2014 a una señal de GPS de mayor precisión para el tractor sembrador significó que ahorraron dos pasadas de labranza al sembrar soja sin labranza entre los tallos de maíz en pie.
“Puede mantener el rendimiento, ya $ 15 por acre en 200 acres, eso es un ahorro de $ 6,000, una recuperación bastante buena”, dijo.
Una sembradora mejorada con accionamiento hidráulico y un controlador de dosis junto con el GPS en 2015 significaba que podían embarcarse en la siembra de dosis variable. Si bien las cosas no funcionaron según lo planeado para el maíz debido a un problema técnico, la siembra de tasa variable para la cosecha de soja fue un éxito.
“Probamos el concepto utilizando mapas de rendimiento y nuestro conocimiento de las características del suelo para ahorrar gastos”, dijo. Los próximos pasos serán obtener más datos sobre el suelo utilizando sensores electromagnéticos o de rayos gamma para refinar su siembra.
Para DeVisser, hay tres conclusiones principales: Primero, decidir qué datos usar, dadas las muchas fuentes disponibles, incluidos mapas de rendimiento, imágenes de satélite, muestras de suelo, etc. También señaló que el “uno entre tus oídos” es el más importante para que todo funcione.
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En segundo lugar, la calidad de los datos es clave, por lo que es importante asegurarse de que lo que dicen las máquinas sea exacto.
Por último, es fundamental vigilar de cerca los costes de los equipos.
También es un gran fanático de las imágenes de drones, que pueden identificar problemas de malezas, problemas de insectos, muerte por el invierno, deficiencias de nutrientes y daños a la vida silvestre.
Mark Brock, que cultiva 1.700 acres, utiliza mapas de datos de rendimiento y suelo para crear sus propios mapas de prescripción y de aplicación (cada vez que se planta, se rocía, se fertiliza o se labra en franjas un campo, se registran los datos). También tiene un arado de tejas y tiene un software que le muestra la topografía de su tierra para una mejor gestión del agua.
Él también ha pasado algún tiempo durante los últimos años comparando imágenes de satélite con mapas de rendimiento.
“Descubrí que son realmente precisas”, dijo, y agregó que le gusta usar las imágenes porque graban en tiempo real.
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Si bien los mapas de rendimiento son útiles, traducirlos a mapas topográficos tridimensionales realmente cuenta la historia sobre lo que está sucediendo con la tierra. También ayuda con el desarrollo de zonas de gestión, muestreo de suelos y diseños de baldosas.
Con el software Fieldview, puede hacer comparaciones en paralelo de cómo se desempeñan las diferentes variedades en diferentes áreas del campo.
“Es tan simple como sentarse en el sofá con un iPad, hacer algunas líneas onduladas con el dedo y realmente puedes obtener información interesante”, dijo.
También es un gran fanático de los drones .
“Usé algunas de las imágenes para que el contratista de drenaje regresara y arreglara algunos lugares donde tuvimos reventones”, dijo. También brindan datos en tiempo real, lo que le permite realizar ajustes en las prácticas de producción a lo largo del año.
Su consejo para otros productores es conocer su costo de producción, arriesgar solo lo que pueda permitirse perder (toma alrededor del cuatro por ciento de sus acres para experimentar con diferentes técnicas y productos), trabajar con personas de su confianza (especialmente con hardware y agronomía) y otros agricultores para lograr mejores resultados.
“Tiene que crear un equipo que esté en la misma página para que el hardware y la agronomía coincidan para lograr su objetivo en su granja”, dijo Brock.
La agricultura de precisión sin una buena agronomía es una mala agronomía aplicada con precisión, dijo Dietrich.
“Es genial tener todas estas herramientas y tecnologías, pero es necesario contar con una agronomía sólida que las respalde”, dijo.
Como asesor de agronomía, Dietrich utiliza principalmente pruebas de suelo, mapas de rendimiento e imágenes aéreas, incluidos drones y satélites, con sus clientes agrícolas.
“Tener datos del suelo de los últimos tres a cinco años es muy importante para las decisiones de fertilidad, de lo contrario no tenemos idea de si estamos aplicando de forma insuficiente o excesiva”, dijo.
Los mapas de rendimiento son invaluables, especialmente para identificar áreas del campo que tienen un bajo rendimiento, y dijo que obtener una toma aérea de alta calidad del cultivo en su pico de crecimiento vegetativo se correlaciona bastante estrechamente con los datos finales de rendimiento.
Al hacer recetas de potasio y fósforo, usa datos de pruebas de suelo para determinar si el campo está en una situación de construcción o mantenimiento.
Si los niveles son bajos, recomienda una tasa sólida durante algunos años y, una vez que tenga una fertilidad óptima, desarrollará un guión de tasa variable a partir de los mapas de rendimiento.
Dietrich también ha tenido un buen éxito con la siembra de soja de tasa variable al aumentar la siembra en las zonas de menor producción obteniendo más plantas por acre y disminuyendo la siembra en las zonas de mayor producción, lo que significa buenos rendimientos con menores costos de semilla y menos probabilidad de moho blanco.
“En general, la cantidad de semilla plantada en todo el campo puede ser aproximadamente la misma, pero distribuirlas de manera diferente le brinda un mejor rendimiento”, dijo.
Aplicar nitrógeno a una tasa variable es más complicado debido al clima. Si bien algunos productores prefieren usar Greenseeker, un sensor que evalúa la variabilidad del cultivo y brinda recomendaciones de fertilidad, Dietrich ha descubierto que el uso de zonas de manejo para determinar dónde se puede aprovechar mejor el nitrógeno también funciona bien.
Si bien toda la tecnología es muy útil, el productor es a veces el mejor recurso de gestión.
“El conocimiento del campo del agricultor puede ser el más valioso”, dijo.
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Agricultura inteligente eliminación de malezas con robots autónomos 5G
Este estudio de caso describe cómo KPN y los socios del ecosistema han desarrollado una solución de IoT para automatizar y optimizar la eliminación de plantas de papa no deseadas de los campos de remolacha azucarera, un problema que los agricultores de los Países Bajos han tenido que resolver durante muchos años.
La prueba de concepto se establece en un campo de prueba 5G y utiliza robots, aprendizaje profundo y una solución de borde basada en la nube para identificar y destruir plantas de papa problemáticas. Actualmente, el proyecto alcanza una precisión del 95 por ciento y puede cubrir un tercio de hectárea por hora, lo que supera con creces la velocidad de los trabajadores manuales.
Los resultados muestran una promesa significativa para la industria agrícola y KPN, junto con los socios del proyecto, y han identificado oportunidades para mejoras adicionales en la precisión y eficiencia de esta solución de agricultura de precisión. Esta prueba de concepto es un ejemplo convincente de conectividad inteligente en acción aplicando 5G, robótica de IoT e IA alojada en una plataforma de borde inteligente …
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Tipos de Drones
No cabe duda de que los drones son una de las tecnologías más disruptivas de la actualidad. En los últimos años el sector drone ha experimentado un crecimiento exponencial y un buen ejemplo de ello es la gran cantidad de aeronaves que han salido al mercado en tan poco tiempo.
En Aerial Insights nos dediamos exclusivamente al procesado de imágenes de drone para generar diferentes tipos de mapas (ortofotos, nubes de puntos, dsm, dtm…) por medio de nuestra plataforma online. Si bien es cierto que nuestra plataforma es compatible con todos los drones y cámaras del mercado hay que saber diferenciar qué tipo de drone es más adecuado en función del trabajo a realizar. Si quieres conocer más a fondo el potencial de nuestra paltaforma puedes hacerlo desde aquí.
En las siguientes líneas vamos a analizar los diferentes tipos de drones que existen en el mercado y analizar sus principales características.
Tipos de drones: ala fija y ala rotatoria
Existen diferentes tipos de clasificaciones de los RPAs pero vamos a centrarnos exclusivamente en los tipos de drones en función de su tipo de sustentación. Así, tenemos drones de ala fija y drones de ala rotatoria.
Drones de ala fija
Los drones de ala fija son aeronaves que poseen un perfil alar que permite que la aeronave pueda moverse a través del aire y sea capaz de generar fuerzas sustentadoras para mantenerse en el aire. Este tipo de drones tienen una estética muy similar a los aeromodelos de radiocontrol.
La principal característica de este tipo de drones es la gran autonomía que nos ofrecen ya que pueden estar volando varias horas gracias a su eficiencia aerodinámica. Los drones de ala fija son ideales para mapear grandes superficies de terreno ya que con una única batería se cubren grandes extensiones de terreno. Por este motivo son drones muy utilizados en trabajos de agricultura de precisión y de fotogrametría.
A diferencia de los drones de ala rotatoria, con este tipo de drones no es posible realizar vuelos estacionarios. Por tanto, no podremos realizar trabajos que requieran que el drone este volando fijo a una altura determinada como pueden ser, por ejemplo, los trabajos de inspección.
Otra particularidad de este tipo de drones es que no pueden despegar ni aterrizar en vertical. Para el despegue de un drone de ala fija necesitaremos una persona que se encargue de lanzarlo a mano o disponer directamente de una catapulta. La gran mayoría de los drones de ala fija actuales ya son capaces de realizar aterrizajes de forma autónoma pero hay que tener en cuenta que se necesita una superficie lo suficientemente grande y en buen estado para que el drone no sufra ningún percance.
Drones de ala rotatoria
Los drones de ala rotatoria, o más conocidos como multirrotores, son lo tipos de dron más extendidos y más utilizados por los profesionales del sector. Si bien es cierto que existen otros tipos de drones de ala rotatoria, solamente vamos a analizar los multirrotores por ser los drones más comunes del mercado.
La principal diferencia de los multirrotores con respecto a los drones de ala fija radica en la forma en la que consiguen mantenerse en el aire. Mientras que los drones de ala fija consiguen la sustentación a través de su perfil alar, los multirrotores generan la sustentación a través de las fuerzas que generan las hélices de sus rotores.
Según el número rotores que monte el drone existen: tricópteros (3 motores), cuadricópteros (4 motores), hexacópteros (6 motores) y octacópteros (8 motores).
La principal características de los multirrotores es su versatilidad. De una forma sencilla se le pueden instalar diferentes tipos de cámaras (cámaras RGB, multiespectrales, termográficas…) que nos permiten realizar un gran abanico de trabajos. Además, con este tipo de drones vamos a poder realizar vuelos estacionarios lo que nos va a permitir realizar ciertos trabajos que con un drone de ala fija sería imposible realizar como, por ejemplo, trabajos de inspección.
Los multirrotores son capaces de despegar y aterrizar de forma vertical. La puesta en marcha de este tipo de drones es mucho más rápida que con los drones de ala fija ya que pueden despegar y aterrizar prácticamente desde cualquier lugar al no necesitar de una superficie de terreno adecuada para ello.
El principal inconveniente de este tipo de drones es su autonomía. Los multirrotores tienen un elevado consumo energético debido a la necesidad de que todos sus rotores deben de estar en funcionamiento para que la aeronave permanezca en el aire. En el mejor de lo casos nos van a ofrecer unos 20 minutos de vuelo. Por tanto, si se necesitan mapear grandes extensiones es inevitable disponer de varios juegos de baterías con el sobrecoste en tiempo y dinero que esto conlleva.
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Los desafíos a los que se enfrenta la agricultura de precisión
La promesa de la agricultura de precisión
Los métodos y sensores de agricultura de precisión que se aplican a equipos agrícolas y algunos otros datos basados en la nube hacen que la agricultura parezca ciencia ficción en el mundo moderno. Los vehículos aéreos no tripulados se mueven sobre las granjas detectando cualquier problema mientras monitorean las condiciones de los cultivos al mismo tiempo. Los vehículos buscan infestación de plagas, presencia de maleza o falta de humedad en los suelos. Luego, los productores pueden obtener acceso a información personalizada sobre los patrones climáticos, que es esencial en la predicción de la lluvia y su variación de un campo a otro. Además, los agricultores ahora pueden conocer el consumo de agua y la compactación del suelo en diferentes puntos del mismo campo.
Los gabinetes de los vehículos agrícolas tienen GPS instalado en ellos, por lo que no es necesario que el conductor los mueva de un punto a otro. En cambio, los agricultores se sientan en cabañas, observando monitores que controlan los dispositivos que aplican cantidades precisas de fertilizantes o semillas en los lugares adecuados y requeridos en momentos programados. Evidentemente, los resultados han sido los que han cambiado las reglas del juego en el campo agrícola. La agricultura de precisión simplemente se traduce en menos uso de agua, menos uso de agroquímicos, más producción y menos escorrentía de nutrientes.
La urgencia de la agricultura de precisión
Está claro que la agricultura de precisión da como resultado mejores técnicas agrícolas. Los investigadores muestran dónde se utiliza la agricultura de precisión. Existe una clara evidencia de que donde se usa ampliamente la agricultura de precisión, el uso de agua, semillas y fertilizantes puede disminuir considerablemente, entre un 30 y un 40 por ciento. La brecha en la industria siempre ha sido la necesidad de tener la cantidad exacta de insumos en los lugares y momentos correctos. Esto eventualmente conduciría a una menor demanda de más tierra al operar de manera eficiente en la limitada tierra disponible. Una mayor eficiencia también se traduce en una mayor capacidad de recuperación. La única gran pregunta es cómo aprovecharlo y hacerlo accesible y, al mismo tiempo, conservar el medio ambiente.
Las limitaciones
En la agricultura de precisión, el problema nunca han sido las tecnologías, sino el modelo de negocio detrás de ellas. Las tecnologías siempre están funcionando, lo cual es algo extraordinario, pero solo en unos pocos lugares, en áreas donde los agricultores realmente pueden pagar por ellas. La sofisticación de la agricultura de precisión no permite que llegue a precios muy asequibles.
Los innovadores y las empresas que fabrican tales maquinarias lo venden a precios más altos para recuperar los costos de desarrollo, incluido el trabajo de investigación. Por lo tanto, los agricultores con costos elevados son los que pueden obtenerlos fácilmente, lo que hace que la inversión tenga algún sentido económico o que la empresa sea económicamente viable.
Además, estas tecnologías no son tan sencillas de operar o mantener. Los agricultores necesitan educación o dependen de un proveedor externo. Esto implica que es un poco difícil acceder a la agricultura de precisión en áreas donde los agricultores son pobres, los insumos y los recursos agrícolas son escasos y hay vidas en juego. La cuestión de cómo se extendería globalmente la agricultura de precisión de grasas es la gran cuestión, esto daría como resultado una mejor disponibilidad de alimentos en el futuro.
Limitaciones en breve:
Las tecnologías, incluido el software, se desarrollan muy rápido; esto puede ser un desafío para los agricultores o usuarios que tienen mucho con lo que ponerse al día, y la cantidad de dinero que se obtiene junto con estos desarrollos o actualizaciones no es barata;
Algunos vehículos aéreos no tripulados más ligeros todavía son relativamente inestables, especialmente durante condiciones climáticas adversas como viento, humo o lluvias intensas que producen imágenes de mala calidad.
Los datos recopilados pueden resultar sofisticados para los agricultores. Por lo tanto, es posible que se requieran más herramientas de análisis e interpretación, lo que supone un costo adicional.
Además, los datos pueden ser demasiado grandes, especialmente si tienen un período retrospectivo más amplio. Esto implicaría que se debería aprovechar más espacio de almacenamiento, lo cual es costoso.
La existencia de compensaciones y alta complejidad ha reducido el ritmo de adopción de técnicas de agricultura de precisión.
La percepción de los agricultores sobre la utilidad también ha reducido la tasa de adopción. Esto debería mejorarse mediante la educación y la conciencia adecuadas de los agricultores.
La relación de análisis de costo-beneficio es otro punto clave. Los agricultores no pueden establecer con seguridad en qué punto alcanzarían el punto de equilibrio y superarían sus costos y, finalmente, obtendrían mejores beneficios como resultado de las tecnologías de agricultura de precisión.
Lecciones para actores de la industria
La agricultura es la fuente de la vida humana y tiene el potencial de ser una empresa sostenible. La baja tasa de adopción se atribuye principalmente a los altos costos iniciales de instalación, las incertidumbres y el nivel de conocimientos técnicos de los agricultores. Es necesario contar con suficiente apoyo técnico para capacitar a más agricultores que practican la agricultura a pequeña y gran escala. Los agricultores, por otro lado, deberían tener interés en aprender estas herramientas «sofisticadas». Todavía hay una gran esperanza de alcanzar niveles sostenibles del 80% y seguridad alimentaria mundial.
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Un dron para combatir insectos
Hace algunos años, Daniel Sequeiros fundó FXDrones, una empresa cordobesa especializada en el desarrollo de drones y la provisión de servicios relacionados. Uno de los artefactos producidos por la firma de Sequeiros fue un modelo de seis hélices –hexacóptero–, pensado para el monitoreo y control de plagas, con el objetivo adicional de controlar la proliferación del mosquito Aedes aegypti (el vector del dengue) en lugares de difícil acceso.
Sin embargo, un ingeniero agrónomo le hizo notar a Sequeiros que este hexacóptero –las seis hélices le otorgan mayor potencia al equipo para que pueda cargar un equipo de pulverización– también podía ser útil en cultivos intensivos, como viñedos y árboles frutales, ya que, si bien su cobertura es limitada debido a su tamaño y capacidad de carga, el dron permite una fumigación de alta precisión, a diferencia de métodos tradicionales como aviones pulverizadores y tractores mosquito. Esto presenta dos grandes ventajas: evita la dispersión del insecticida y reduce el riesgo para la salud y el medioambiente. También se traduce en un beneficio económico para los productores, que pueden utilizar menos agroquímicos.
Sequeiros presentó la idea y el prototipo en el Centro de Innovación Tecnológica, Empresarial y Social (CITES), la incubadora que el Grupo Sancor Seguros tiene en Sunchales (Santa Fe) y actualmente se encuentra allí para conformar una empresa de base tecnológica (EBT) llamada BioDrone, junto con la bióloga Luciana Bollati. BioDrone apunta a ser un sistema integral para el monitoreo y control de plagas automatizado. La detección de los insectos se realiza mediante sensores trampa colocados en campo, que enviarán la información a un software supervisado por un técnico que da la orden a los drones para que fumiguen solo donde se haya detectado la presencia de insectos.
“El dron que estamos desarrollando tiene mayor capacidad de carga y más autonomía que los drones estándar. Queremos que se impulse con un motor a combustión interna, es decir, que en vez de utilizar baterías se propulse a nafta”, destaca Sequeiros en diálogo con TSS. Esta característica hace al sistema más práctico y económico porque, a la hora de fumigar numerosas hectáreas, se necesitan reemplazar constantemente las baterías, que tienen un costo elevado.
“El dron que estamos desarrollando tiene mayor capacidad de carga y más autonomía que los drones estándar”, dice Sequeiros.
Así, mientras que un dron convencional posee una batería que dura unos diez minutos y tiene poca capacidad para levantar peso, este nuevo diseño permitirá una capacidad de carga de 20 litros y una autonomía de 40 minutos. Sequeiros indica que los drones que se utilizan actualmente para fumigar son dispositivos estándar a los que se le agrega un sistema de pulverización estándar. “Nosotros estamos desarrollando un sistema de pulverización específico para drones y hay una patente involucrada”, explica.
Entre las mejoras que incorpora en la fumigación, el dron expulsa un flujo de aire descendente que mueve la hoja y permite que el agroquímico ingrese mejor. Además, vuela a una altura muy baja, que se puede controlar a partir de radares que detectan la altura de la planta y permiten que la volatilidad del agroquímico sea mínima, a diferencia de un avión que fumiga desde varios metros de altura o un tractor mosquito que arroja agroquímicos a toda la plantación.
“El objetivo es disminuir los costos para los productores y minimizar el daño ambiental que causan las fumigaciones”, indica Sequeiros. Bollati agrega: “También reduce los daños a la salud en los casos en que la fumigación se hace con mochila y el operador está expuesto al agroquímico”.
Es una trampa
El dron forma parte de una plataforma integral de monitoreo y control de plagas que se complementa con los sensores trampa desarrollados por la rafaelina Bollati, becaria doctoral del CONICET en el CITES. “Se atrae a los insectos mediante la liberación de feromonas, se los contabiliza, identifica y se dispara la alarma”, detalla la bióloga, quien actualmente está trabajando en el sistema de identificación de los insectos.
Una base de datos recibe y almacena la información para enviarla a un servidor central que procesa y analiza si es necesario aplicar el insecticida. En este punto, entran en acción los drones, que fumigarán las zonas en que se activaron las trampas, en vez de pulverizar indiscriminadamente el campo.
Daniel Sequeiros y Luciana Bollati se unieron para crear una empresa de base tecnológica bautizada BioDrone, incubada en el CITES.
Sequeiros resalta que el equipo que está desarrollando tiene un 50% de componentes nacionales. “Es un gran avance porque los drones suelen tener entre un ochenta y un noventa por ciento de componentes importados. Lo que nosotros tenemos que importar es la electrónica, porque todavía no se puede competir con los precios de los fabricantes chinos. Pero desarrollamos el software y varias piezas mecánicas, como la caja de engranajes necesaria para el sistema de combustión interna”, sostiene. En cuanto a los materiales, en el dron se combina el uso de fibras de carbono y de vidrio, plásticos y aluminio aeronáutico.
Ante la proliferación de una plaga, es usual que puedan pasar varios días hasta que el productor contrate un servicio de fumigación. En cambio, según Bollati, con BioDrone la aplicación es “prácticamente inmediata, porque la alarma se activa, la información se procesa rápidamente y, como mucho, al día siguiente se envía al dron a fumigar”. Y agrega:“Nuestro objetivo final es que el sistema sea autónomo: que los drones se activen cuando el insecto ingrese a la trampa”.
Sequeiros señala que, actualmente, debido a la reglamentación vigente para el uso de drones, los dispositivos no pueden moverse de forma autónoma. De todos modos, el sistema tendrá la capacidad de hacerlo pese a que, hasta que exista un cambio en la normativa, los drones entrarán en acción bajo la supervisión de un técnico.
Durante este año, los fundadores de BioDrone realizarán ensayos para validar el sistema en frutales de manzana y pera en Río Negro y en viñedos mendocinos. Para el año que viene planean probar el sistema en cultivos extensivos como soja y maíz. “Estamos trabajando en el sistema de identificación de los sensores y en el desarrollo de un algoritmo que detecte con precisión qué zonas hay que fumigar según las trampas que se activen. También queremos optimizar el consumo energético de las trampas a partir de la utilización de paneles solares para la recarga de las baterías”, concluye Bollati.
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10 formas en que la tecnología está revolucionando la Agricultura de Precisión
La agricultura de precisión como concepto ha existido durante décadas, ha dado forma a años de avance tecnológico, pero ciertamente, al principio, se pasó por alto. Siempre ha habido una mentalidad profundamente arraigada en las comunidades agrícolas de que las viejas formas funcionan mejor. O si no está roto, no lo arregles. Excepto por muchas décadas, la industria agrícola se quebró y los agricultores de todo el mundo enterraron la cabeza en la arena y se las arreglaron. A decir verdad, muchos agricultores ni siquiera se las arreglaban.
Por lo tanto, la agricultura sufrió significativamente, las granjas de todo el mundo estaban sujetas a ejecuciones hipotecarias y los agricultores «sobreendeudados», que producían poco, estaban haciendo todo lo posible para esconderse del problema o negar su existencia. Luego, las fuerzas externas comenzaron a tener un gran impacto en las granjas. Entonces, junto con las cargas diarias generales desde adentro, el mundo exterior pidió más responsabilidad en las prácticas agrícolas, métodos agrícolas más limpios y también con una población en crecimiento, el mundo quería más productos. Con todo eso en mente, no es nada difícil ver por qué la tasa de suicidios entre los agricultores es mucho más alta que la población general.
Entonces comenzó a materializarse el concepto de agricultura de precisión. Creció más allá de las primeras etapas de una idea y se convirtió en la gracia salvadora de toda la industria agrícola. Los agricultores a los que se les pidió que rindieran cuentas finalmente pudieron monitorear y medir todos los aspectos de sus granjas. Pudieron demostrar con evidencia cómo estaban operando sus granjas. Reducen los costos de las prácticas de gestión agrícola obsoletas o costosas. Redujeron los costos laborales y mejoraron su propio equilibrio entre el trabajo y la vida. En resumen, la revolución de las granjas de precisión ha ayudado a los agricultores de todo el mundo y aquí hay 10 formas en que la tecnología agrícola sofisticada ha mejorado la vida de los administradores de granjas. No hace falta decir que la agricultura de precisión cambia las reglas del juego, pero creemos que te sorprenderá lo increíble que puede ser.
Menos pesticidas y herbicidas. Los agricultores ahora pueden asignar áreas problemáticas específicas para fumigar con los grandes pesticidas y herbicidas dañinos. En lugar de invertir en tanques completos para rociar campos enteros, ahora pueden usar drones para identificar y rociar solo las áreas que lo necesitan. Esto significa que un barril pequeño podría ser suficiente para toda una granja y estamos seguros de que no necesitamos decirle cuánto dinero ahorra cada año.
Menos desperdicio de semillas. Con sembradoras de precisión, los agricultores pueden depositar semillas en el suelo donde quieran y en la cantidad que quieran. Ya no confían en la dispersión tanto como sea posible y en la mentalidad de «esperar lo mejor». Al recopilar datos de rendimiento específicos, año tras año, están mejorando la producción perfeccionando el fino arte de la siembra. Esto reduce los costos como en el punto uno simplemente porque los agricultores ya no tienen que gastar en semillas en exceso.
Seguimiento GPS. Esto significa que los agricultores conducen por ellos, algunas máquinas agrícolas aún necesitan un operador, sin embargo, con la tecnología GPS, la mayoría de los vehículos ahora no solo se conducirán solos en su mayor parte, sino que también desempeñarán su función utilizando su ubicación para gobernar si es necesario. Un ejemplo de esto es el equipo de sembradoras que utilizará la información del GPS junto con los datos de campo para determinar si se liberan o no semillas.
Reducción de costes laborales. Simplemente, en lugar de contratar a una persona (o un ejército de personas) para deshierbar, rociar o cosechar, ahora todo está en manos de las máquinas, los drones o los rovers no tripulados. La tecnología simple y barata ahora está reemplazando la necesidad de mano de obra humana costosa y mantiene bajos los costos de administración de la granja.
Big data. Los agricultores de todo el mundo utilizan aplicaciones en sus teléfonos para ingresar datos agrícolas, todos los días del año. Luego, esto se recopila en una gran cantidad de datos y permite a los académicos, las empresas de tecnología y otros agricultores usar esa información y ver dónde se pueden mejorar las cosas. Es como un gran grupo de expertos en agricultura que se alimenta de datos duros desde el nivel del suelo. Es realmente asombroso pensar que los datos se pueden utilizar para mejorar los rendimientos en todo un sector.
Mejor almacenamiento. El uso de estadísticas y datos de años anteriores sobre el deterioro de los cultivos almacenados ha permitido a los agricultores mejorar la retención de cultivos cada año. Una mayor retención significa mayores márgenes de beneficio, así como más productos para satisfacer la creciente demanda sin una gran expansión de los campos existentes.
Mejora de la calidad del suelo. Con tecnología de precisión, los agricultores pueden realizar pruebas dignas de laboratorio en su propio suelo, utilizando este análisis pueden determinar si plantar cultivos de cobertura o si se debe dejar un campo para mejorar naturalmente. Todo esto está literalmente en la palma de la mano de un agricultor ahora y sin el gasto de enviar muestras para que sean revisadas por expertos.
Riego más inteligente. Los agricultores ya no tienen problemas con el riego. La tecnología de precisión puede regar un campo hasta la gota más cercana y los sofisticados sistemas de drenaje permiten eliminar el exceso de agua que puede acumularse durante los ciclos de mal tiempo en lugar de quedarse y dañar la tierra.
Control financiero. El software que puede ejecutar cualquier computadora portátil se utiliza ahora en todo el mundo para administrar las finanzas agrícolas. Diseñada específicamente para agricultores, esta tecnología permite a los agricultores comprender a dónde va el dinero y cuánto esperar a cambio. Esto les permite tomar decisiones agrícolas inteligentes y establecer metas realistas y económicamente alcanzables sin comprometerse ciegamente con grandes riesgos financieros.
Carga de trabajo reducida. Todos estos avances tecnológicos sofisticados significan que el funcionamiento general de una granja se ha vuelto más simple, menos estresante y más gratificante. El duro trabajo y las tensiones laborales excesivas ya no afectan a los agricultores de todas partes. El trabajo de un día honesto ya no es la carga de antaño que nos rompe la espalda y la ansiedad. De hecho, la agricultura de precisión está teniendo efectos asombrosos en el bienestar y la calidad de vida de los agricultores. Incluso hemos oído hablar de agricultores que se sientan y leen un libro mientras su tractor GPS recorre el campo. La vida en la granja vuelve a ser buena.
¿Por qué no comienza hoy con la agricultura de precisión y da pequeños pasos para enriquecer la vida de su granja? ¿Quizás es un pionero de la agricultura de precisión y tiene algunas ideas, pensamientos o consejos para ayudar a los agricultores nuevos en todo? Si es así deja tu opinión en los comentarios a continuación. No olvide volver a consultar aquí con regularidad para obtener las últimas noticias tecnológicas y revisiones actualizadas y opiniones y prácticas de granjas de precisión.
Uso de los Drones Agrícolas: Sobrevolar el Lote para Tomar Decisiones
Los drones agrícolas son una herramienta para la toma de decisión que está en fuerte crecimiento. Los productores aprovechan la visualización aérea de sus lotes para ajustar el manejo que hacen desde el llano.
Con un ojo puesto en las últimas tecnologías aplicadas a la agricultura y el otro en prestarle un servicio diferencial a los productores, Nidera Semillas lanzó una nueva propuesta para el mercado agrícola.
La red de distribuidores de la semillera (RED.IN) cuenta con un grupo de drones que sobrevolarán los lotes de maíz recolectando información diversa y útil para el cultivo, que luego será analizada y compartida con los productores, como parte de la experiencia que la empresa está creando para sus clientes.
“Siempre estamos pensando cómo agregar valor a nuestras semillas y cómo brindarle un servicio superior a nuestros clientes. El uso de drones y de información georeferenciada viene creciendo en agricultura y resulta de gran utilidad”
A partir de ahora, los asesores técnicos de la RED-IN visitarán a sus clientes provistos de un dron DJI Matrice 100, un equipo ideal para trabajar en el campo por su autonomía, robustez y resistencia a diferentes condiciones climáticas.
Drone DJI Matrice 100
El servicio que prestará la empresa consistirá en dos tipos de vuelos sobre los lotes: el primero de reconocimiento, con una cámara que proporciona imágenes cenitales a partir de la cual se detectan fallas en la siembra, zonas con anegamiento, entre otros datos.
“En este tipo de vuelos se logra ver el cultivo desde una perspectiva totalmente distinta y te cambia la forma de pensar. Cuando uno mira de forma horizontal a la altura de la cintura, se ve a lo largo y parece una tabla perfecta. Pero cuando observas desde arriba empezás a notar un montón de cosas que no te imaginabas”, comenta Nicolás Bergmann, titular de Taguay, la firma que desarrolla junto a Nidera Semillas esta propuesta.
En tanto, el segundo se trata de un vuelo automático donde el distribuidor configura un plan de vuelo y el dron de forma autónoma sobrevuela la superficie y a partir de sus sensores recopila información que luego será analizada por la compañía norteamericana Precision Hawk, líder en este tipo de servicios.
Entonces, en menos de dos días, el productor recibirá todos los datos procesados en dos reportes: un mapa de ambientación y un mapa de altimetría con los que podrá tomar decisiones y realizar ajustes para lograr una producción más eficiente, optimizar su negocio y obtener mayores rendimientos.
“El nivel de detalle al que se puede acceder con este tipo de tecnologías es muy superior a lo que estamos acostumbrados a ver con satélites”, considera el gerente de Taguay.
Beltramino aclara que durante la primera etapa de la iniciativa, el interés principal de Nidera Semillas es generar información para que el productor entienda que sus lotes tienen variabilidad. “A partir de este concepto los productores podrán, con los datos proporcionados por los drones más información satelital, actuar sobre problemas de densidad, ambiente o fertilización”, concluye.
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