Drones y GPS: La ciencia ficción llega al campo

Equipos con cámaras en HD que filman, graban y permiten hacer mapas de prescripción y monitorear los cultivos sin la necesidad de utilizar un control remoto.

Desde los principios de la agricultura la variabilidad espacial de las propiedades del suelo ha estado presente en la producción agrícola, lo cual se ha establecido como una limitante para el pleno desarrollo de la producción. En las últimas décadas ha hecho su aparición la agricultura de precisión.

La agricultura de precisión se basa en el manejo especifico de un área de cultivo, para ello se utilizan herramientas tecnológicas como el posicionamiento global, dispositivos de distribución de riego, fertilizantes y plaguicidas variables, sensores climatológicos y de cultivo. La información es plasmada en mapas digitales sobre los cuales se toman decisiones de manejo.

Desde que empezaron a utilizarse las herramientas de agricultura de precisión, las imágenes satelitales tomaron protagonismo.

Al principio se usaban aquellas imágenes que no tenían un costo tan elevado (Landsat 7 o Landsat 5), la información relevada era muy útil, pero la captura de imágenes se hacía cada 8 días dado que el satélite demoraba esa cantidad de días para regresar al mismo punto y muchas veces el factor climático no permitía buenas tomas para definir manejos en los cultivos.

dron

Dada la problemática de conseguir las imágenes en el momento oportuno es que surgieron algunas empresas que comenzaron a sacar fotografías aéreas desde aviones tripulados y entregando la información ya procesada para poder realizar el análisis agronómico correspondiente. Esta actividad fue desarrollada y dio buenos resultados agronómicos, pero en algunos casos el factor costo y logística para sacar las fotografías en vuelos programados era una limitante que aún se incrementaba cuando se quería hacer un seguimiento de los cultivos haciendo varios relevamientos en su ciclo.

En la actualidad existen sistemas que permiten  que  las  máquinas  pulverizadoras puedan aplicar sus productos en forma variable. La inyección directa, la modulación por ancho de pulsos, la selección-combinación de picos y los mecanismos tipo bifluído, ya han sido evaluados en varios trabajos del INTA.

Al mismo tiempo, no pueden dejar de mencionarse tampoco, los avances existentes en diferentes sistemas de detección y control automatizado de malezas. En este caso, el Instituto de Ingeniería  Rural  cuenta  con  un  diseño  propio que, actualmente, ha superado la etapa de evaluación ¿Cuál es entonces, el factor que está impidiendo la adopción de los sistemas de dosis variable para la aplicación de agroquímicos? Principalmente está dado por la dificultad de generar «el mapa de  prescripción», es decir el mapa del lote que nos indica dónde no debemos aplicar el agroquímico y dónde sí debemos hacerlo.

Sobre esta base se ha pensado en un vehículo  aéreo  no  tripulado  (UAV-  Unmanned Aerial Vehicle) como una herramienta rápida y accesible a ser usada en la obtención de imágenes aéreas para su utilización en la confección de estos mapas, como base de prescripción para la aplicación de herbicidas. No se pretende, al menos por ahora, la identificación de las diferentes especies de malezas, sino, simplemente delimitar las zonas o manchones de enmalezamiento en contraposición contra las zonas libres, a fin de poder hacer las correspondientes aplicaciones en forma localizada.

Las plataformas no tripuladas UAV o también equipamientos que hoy conocemos como Drones, que son equipos propulsados por varias hélices y que pueden montar diversos tipos de cámaras fotográficas y filmadoras de alta definición que, dependiendo de lo que se desee realizar, deberían tener mejores prestaciones.

A estas plataformas se les integro un GPS que permite direccionarlas bajo un recorrido preestablecido que se desee realizar en el campo y no estar dependiendo del buen manejo del piloto que la comanda desde tierra con un control remoto.

Existen sistemas de Drones equipados con GPS que pueden salir desde una base, realizar el vuelo ya prefijado con un software y una vez terminada la tarea, pueden volver a la base para cargar nuevamente la batería y quedar listos para el próximo vuelo. A su vez los vuelos pueden estar prefijados en día y hora para la próxima salida y hasta contemplar los datos de alguna estación meteorológica que habilite el vuelo en tiempo real según condiciones del clima.

Muchas de las empresas del sector agropecuario adquirieron Drones para dar resultados agronómicos en lo que puede referirse a conocer mejor la variabilidad de los lotes, realizar un seguimiento de los cultivos de mejor manera y con mayor posibilidades de encontrar problemas rápidamente como puede ser un ataque de plagas y enfermedades, sectorizar ambientes de malezas, detectar fallas de siembra o fertilización si las hubiese, o para hacer una simple recorrida a campo desde la altura en momentos donde es difícil caminar por los cultivos.

Ante la posibilidad de adquirir una herramienta de estas características, es importante saber qué equipamiento debería ir montado en los drones, dado que de eso dependerá la decisión agronómica a seguir con la información recolectada.

En un trabajo realizado por INTA Manfredi se pudo detectar una muy buena correlación entre el dato logrado en la medición por una cámara multiespectral montada en un avión con respecto a la medición tomada con el sensor activo Green Seeker montado en una pulverizadora.

Eso estaría indicando que con el uso de un dron, en menor tiempo se podría relevar un área y estar aplicando una fertilización, ya sea promedio a nivel de lote o variable según ambientes en momentos más avanzados de los cultivos, lo cual empieza a ser una alternativa más respecto al manejo de los insumos en tiempo y forma.

El Mapa de Prescripción

Se partirá de imágenes aéreas georreferenciadas del lote, tomadas previamente para reflejar el enmalezamiento real presente en el lote. Los  aviones  no  tripulados  demuestran  ser muy versátiles, dado que en minutos se puede programar un vuelo y obtener imágenes de calidad que permiten generar mosaicos con gran nivel de detalle.

A partir de estas imágenes y mediante el uso de un software GIS, se puede generar un mapa que nos permita delimitar las zonas afectadas por malezas. Sino, sería prudente aplicar una dosis mínima en los  sectores aparentemente libres de malezas, de forma de asegurarnos el tratamiento de las malezas pequeñas que escapan a la cámara.

En los sectores manchoneados se observa que el mapa de prescripción se extiende  sobrepasando  en  gran  medida  el  manchón de malezas y esto se debe a que los sistemas actuales de dosificación variable en pulverización son lentos y requieren varios segundos para reaccionar y efectuar el cambio de dosis preestablecido.

También es importante destacar que la aplicación sitio específica de herbicidas es una técnica que poco a poco se está incorporando como una práctica común, fundamentalmente impulsada por los beneficios económicos y ambientales que representa.

Actualmente hay dos grandes limitantes sobre la que debemos trabajar para poder utilizar esta tecnología: en primer lugar, los pilotos que deben estar capacitados para hacer que el equipo vuele de la mejor manera, para lo cual empieza a tener mayor importancia un sistema totalmente automatizado, y la otra limitante es el procesamiento de los datos según lo que se desee hacer posteriormente en el campo.

Información útil 

¿Cuánto cuesta un dron?

Puede costar desde 500 hasta 70.000 dólares, dependiendo del peso y estabilidad que se quiera tener. Por lo general en los drones el precio aumenta según la cantidad de motores que posee. Si tiene cuatro motores sustenta un peso determinado, y si tiene ocho motores el peso será mayor y logrará mas estabilidad.

¿De qué está hecho el dron?

Pueden ser de plástico, fibra de vidrio, aluminio, hasta de una especie de gomaespuma densa.

¿Qué tecnología usa para movilizarse?

Depende de la plataforma que se utilice, pero esta basado en motores eléctricos que hacen girar las hélices.

¿Qué tipo de cámara suele incorporar?

Las cámaras que se les pueden montar pueden ser desde las básicas tipo Go Pro, a cámaras de fotos comunes o pasando a cámaras multiespectrales, térmicas, según lo que se desee lograr procesar y conocer de los cultivos en el caso que se use con fines agrícolas.

¿Cómo toma la foto?

A las fotos las toma mediante sincronización con un GPS y quedan todas las fotografías geoposicionadas y formando mosaicos, con lo cual se logran mapas. Posteriormente se baja en una PC con un software y se las van juntando una con otra.

Fuente
http://www.lanacion.com.ar/1597855-drones-como-funcionan-los-robots-que-ayudan-en-situaciones-de-emergencia
http://www.lanacion.com.ar/1705025-con-los-drones-la-ciencia-ficcion-llego-para-monitorear-los-cultivos, Autor: Andrés Mendez (Técnico INTA Manfredi)
http://www.revistaambienta.es/WebAmbienta/marm/Dinamicas/secciones/articulos/UAV.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Agricultura_de_precisi%C3%B3n
http://inta.gob.ar/documentos/agricultura-de-precision-y-maquinas-precisas/at_multi_download/file/Agricultura%20de%20precision%20y%20maquinas%20precisas.pdf

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