AGRICULTURA DE PRECISIÓN SOLUCIONES TÉCNICAS INTREGRADAS

Transcripción

1 AGRICULTURA DE PRECISIÓN SOLUCIONES TÉCNICAS INTREGRADAS

2 Que es la Agricultura de Precisión? Es un sistema de administración de cultivos, basado en la existencia de variabilidad en el campo. Esta técnica requiero el uso de tecnología avanzada como sistemas de Posicionamiento Global (GPS), sensores, satélites e imágenes aéreas junto con Sistemas de Información Geográfico (SIG) para estimar, evaluar y entender dichas variaciones. La agricultura de precisión tiene como objetivo optimizar la gestión de una parcela desde el punto de vista agronómico, medioambiental, y económico.

3 Que es la Agricultura de Precisión? La agricultura de precisión permite administrar cada área especifica del terreno agrícola, basándose en parámetros variables que afectan a dicha zona. La información recolectada de los parámetros nos ayuda a decidir el modo de actuación en el terreno. Nos sirve para evaluar con mayor precisión la densidad óptima de siembra, estimar fertilizantes, pesticidas y otros productos necesarias, así como predecir con más exactitud la producción de los cultivos.

4 Los beneficios de la Agricultura de Precisión Aumenta el rendimiento de la maquinaria Facilita la operación, especialmente en labores de difícil orientación Optimización de beneficios Reducción del trabajo Reducción del consumo de agua Reducción de residuos Aplicación más racional de productos químicos Optimización del uso de fertilizantes y aditivos Ofrece un mayor respeto por el medio ambiente En síntesis, aumenta el rendimiento y disminuye los costos de producción

5 Control preciso de las áreas cultivadas Control detallado de las áreas donde se debe intervenir Gestión estándar Agricultura de precisión Capacidad de intervención solo a gran escala Capacidad de intervención desde 1 a 100 hectáreas

6 Las actividades básicas de la Agricultura de Precisión Seguimiento y recopilación de datos Actividades agrícolas Análisis de datos con sistemas DSS Definición de las intervenciones

7 La recopilación de datos Son numerosos los datos a tener en cuenta para la agricultura de precisión: La Recogida de datos se realiza a través de redes de sensores inalámbricos o con el uso de dropes (aviones no tripulados) Esta actividad se lleva a cabo para conocer: - Humedad del suelo - La humedad del aire - Temperatura - Irradiación - El déficit hídrico de los cultivos Datos meteorológicos Muestreo del suelo Estado de la cosecha Supervisión de la producción Análisis de la calidad del agua para riego Cartografía y análisis de los límites Identificación de factores de plagas tales como parásitos o enfermedades de las plantas

8 Análisis de los Datos Una vez obtenidos los datos, su análisis nos permitirá: Conocer las variaciones en la cosecha Identificar las causas que generan estas variaciones Analizar los efectos producidos en la cosecha, se ha producido una mejora o un empeoramiento de la situación? Y cómo último punto de análisis... Es necesario intervenir?

9 Gestión del ciclo del Proyecto Es posible eliminar, reducir o equilibrar los factores variables? Qué mejorará con los cambios?... Crecimiento de la cosecha?, mejora de la calidad?, necesidad de intervención menor? Conseguiré beneficios? necesito intervenir tras la gestión planificada?

10 Impacto en la fase de gestión Se deben aplicar los cambios necesarios, para conseguir la mejorar esperada en la cosecha, variaciones tales como: Cambiar la etapa de siembra Modificar el sistema de riego Alterar el uso de fertilizantes y pesticidas

11 Agricultura de precisión: Los instrumentos La tecnología usada en la agricultura de precisión es: - Red de sensores específicos para la medida de los parámetros necesarios. - Uso de drones o dispositivos similares para la medición de los parámetros. - Uso de datos por satélite - Acceso a los datos meteorológicos - Solución DSS (Decision Support System) para el análisis de datos y definición de un plan de acción - Dispositivos portátiles como PDA, tablets o teléfonos móviles con función de GPS.

12 GST ITALIA y la agricultura de precisión GST Italia ha desarrollado soluciones específicas en el campo de la agricultura de precisión, dirigida a la gestión específica de producción del vino, la cultiva de trigo, café o el cultivo en invernaderos. Este proyecto de GST Italia se ha desarrollado en colaboración con instituciones de investigación como CNR (Centro Nacional de Investigación) e Ibimet (Instituto de Biometeorología). GST Italia invierte constantemente en actividades I+D con el fin de continuar investigando el desarrollo de soluciones innovadoras en este mercado. Veamos algunos ejemplos...

13 Viticultura de precisión GST Italia, CNR e Ibimet: Soluciones para la viticultura de precisión basada en el uso de drones para recopilar datos.

14 Introducción El sistema combina imágenes espaciales de alta resolución, gran capacidad de respuesta, baja complejidad y reducidos costes operativos La detección remota genera imágenes del seguimiento de la vegetación El sistema de detección remota usa un avión no tripulado (dron) como factor principal. Es una herramienta para proporcionar datos a una adecuada resolución, en términos espaciales, temporales y de espectrometría a un precio medio Imágenes espaciales de alta resolución Tiempos de respuesta más rápidos Imágenes espaciales de alta resolución Viticultura de precisión Complejidad incluido y menores costos de operación Plataforma de teledetección basado en el uso de un UAV (Unmanned Aerial Vehicles) OBJETIVOS DEL PROYECTO Desarrollar una herramienta abierta, de bajo coste para el mapeo de los viñedos Se realizarán dos investigaciones precedentes para analizar la capacidad de los aviones no tripulados de evaluar las enfermedades y el uso del biocarbón en las plantas

15 Materiales y Métodos Etapas operativas El desarrollo de la solución Actividad nº1: Seguimiento del estado de las plantas Actividad nº3: Seguimiento de las enfermedades de la planta Actividad nº2: Evaluación de los efectos del Biocarbón en las plantas

16 Materiales y Métodos Uso del dron (VANT) Dron modelo Mikrokopter Hexa-II modificado Proyecto de código abierto que está disponible con tarjetas de vuelo pre-ensamblados Unidad de GPS (Sistema de Posicionamiento Global) El modelo utilizado cuenta con seis rotores, y puede despegar y aterrizar verticalmente, así como volar de forma autónoma siguiendo un camino establecido de antemano Puede transportar una carga máxima de 1kg (por un intervalo de 10 min, sin interrupciones) Cuenta con un soporte basculante

17 Materiales y Métodos Producción del mapa de estado El dron está equipado con una cámara multiespectral ADC Tetracam Lite (verde, rojo y NIR (con infrarrojos) y puede cubrir una superficie de una hectárea, con una resolución en tierra de alrededor 5 cm/pixel El aparato se puso a prueba en 2011 en una viña de Monterobo (Toscana). Las imágenes obtenidas por la cámara han sido geo referenciadas, y utilizadas para proporcionar un mapa NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) Gracias al mapa NDVI, se ha podido extraer un mapa sobre la salud de las plantas del terreno investigado La medición aérea del estado de las plantas pueden usarse para estimar la diferencia entre la calidad y cantidad de la cosecha en áreas específicas de una misma viña Altura Área Resolución 100 m 77*57 m (0.44 ha) 3.7 cm 150 m 116*86 m (0.99 ha) 5.6 cm

18 Materiales y Métodos Evaluación de los efectos del 'biocarbón' en el vigor de las plantas El biocarbón es el producto sólido que se obtiene tras calentar biomasa bajo un aporte de oxígeno limitado, un proceso conocido como pirolisis. Es un material que puede ser utilizado como fertilizante Para comprobar los efectos del biocarbón en el vigor de la vid, en 2010, fueron registradas imágenes multiespectrales con drones, con una resolución de 30 centímetros, mientras que en 2011 se recogieron imágenes con una resolución de 5 cm

19 Materiales y Métodos Vigilancia de las enfermedades La enfermedad del esca : es una enfermedad destructiva de la vid (Vitis vinifera L.), causada por al menos tres tipo de parásitos, y su daño se aprecia en las hojas de la vid Muchos autores revelan una alteración en la función de fotosíntesis y en el sistema inmunitario de la vid, producidos con anterioridad antes de que los primeros síntomas sean visibles En 2011, en un viñedo de Montepaldi (Toscana) se llevó a cabo un estudio, cuyo fin era investigar la correlación entre el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI),controlado por dron y los síntomas encontrados en las plantas controladas por tierra

20 La producción del mapa de vigor de las plantas El contraste detectado por los mapas en el vigor de las plantas confirma la evaluación que han dividido a la viña en dos zonas: la zona situada al este requiere un sistema de gestión diferente y ofrece un producto de mayor calidad que la zona oeste El vehículo aéreo no tripulado (UAV), también conocido como dron, ofrece mayor flexibilidad y menos costes en comparación con un sistema de satélites o el uso de un avión, sobretodo a la hora de supervisar áreas de pequeño o medio tamaño

21 Evaluación del Biocarbón en el vigor de las plantas A continuación, podemos observar la comparación entre dos imágenes, captadas por aparatos diferentes Los resultados confirman que la imagen captada con el dron y en basa a la resolución de 5 cm, son mucho más nítidas, y por tanto eficientes para nuestra labor

22 Control de las enfermedades Los resultados previos al experimento de 2011 han demostrado una fuerte correlación entre el índice vegetación NDVI y la gravedad de los síntomas El experimento se mantendrá activo con el seguimiento de los viñedos de Sangiovese y Cabernet Sauvignon, para evaluar el impacto en el viñedo, incluidos los factores variables, y confirmar así los resultados obtenidos en el primer año Las claras imágenes obtenidas con el dron nos permiten llevar a cabo un análisis de los síntomas al nivel individual de cada planta, confirmando las excelentes características de detección y control conseguidos a través del dron, en lo que se refiere al seguimiento aéreo

23 Resumen Este sistema de aviones no tripulado (drones) se propone como una herramienta esencial para satisfacer la exigencia de la viticultura en términos de vigilancia a control remoto. Se caracteriza por su bajo precio, disponibilidad inmediata y flexibilidad, posibilidad de personalizar el equipo, automatización completa del plan de vuelo, alta calidad y precisión de los datos adquiridos. El sistema es una solución económica, de código abierto y personalizable, que se diferencia de otros sistemas llave en mano, presentes en el mercado. El sistema, sin sensores, tiene un precio de mercado de 5.000,00 y la cámara tiene un precio asequible (ADCLite 4.000,00). EL sistema de aviones no tripulados se puede utilizar tanto en grandes explotaciones agrícolas, como en pequeñas empresas donde a menudo no se usa el factor tecnológico

24 Visión para el futuro Las perspectivas de futuro en cuanto al desarrollo de sistemas de vehículos aéreos no tripulados son evidentes (OKTO), que permitan mayor carga útil y la integración de sensores más complejos, en términos de peso y funcionamiento, como cámaras térmicas Con el uso de la última generación de cámaras térmicas, a menor precio y menos pesadas, es posible la evaluación del estrés hídrico de la vid, para una monitorización de la instalación de la planta

25 Caso de Estudio: Consorzio Toscania Proyecto de seguimiento meteorológico para la previsión y mejoramiento cuantitativo y cualitativo de la calidad de la uva. Proyecto de investigación realizado en colaboración con el CNR (Consejo Nacional de Investigación) e Ibimet (Instituto de Biometeorología) para el consorcio toscano.(incluye grandes productores como Antinori, Ricasoli o Mazzei). Objetivos del proyecto: - Seguimiento exhaustivo de los parámetros de microclima - Mejoramiento cualitativo y cuantitativo de la producción - Creación de una base de datos de los parámetros computados para la realización de un modelo de previsión

26 Caso de Estudio: Consorzio Tuscania Sistemas de Soporte a la Decisión (DSS) El equipo necesario Acceso inalámbrico Red de sensores inalámbricos Sensore - A Sensore - B Sensore - C Estación maestra Sensore - D Dispositivos móviles para el acceso a los datos

27 Caso de Estudio: Corporación Colombia Internacional El objetivo principal del proyecto desarrollado para Corporación Colombia Internacional es la automatización de las actividades operativas y de gestión para la producción de café. La empresa opera sobre una plataforma tecnológica que mide y registra los datos relativos a las variaciones micro climáticas y proporciona un análisis de los datos con el fin de mejorar la calidad de la cosecha. Este proyecto ha proporcionado a la empresa una ventaja competitiva respecto a sus principales competidores en la gestión de las actividades de exportación, lo que le ha permitido abordar el mercado italiano

28 Caso de Estudio: Proyecto Smart Farming Proyecto desarrollado por Ortinsieme / Antinori El propósito del proyecto Smart Farming es estudiar y desarrollar un conjunto de tecnologías que permitan, a partir de técnicas agronómicas de gestión, sensores inteligente y mediciones radiométricas, construir un sistema unitario capaz de: Seguir en tiempo real las condiciones del suelo, el clima y la planta Determinar, en tiempo real, las exigencias hídricas y nutritivas específicas del lugar. Desarrollar un sistema de apoyo a las decisiones que pueda: - Minimizar el derroche de agua, y el uso de fertilizantes. - Reducir los costes de producción, llevando a cabo una programación diferenciada. - Aplicar el riego en tiempo real de acuerdo con las necesidades específicas de los cultivos que varían de una zona a otra dentro de la misma parcela

29 Caso de Estudio: Proyecto Smart Farming Datos meteorológicos Datos radiométricos DSS Actividad Datos de tierra Datos históricos (DB)

30 Contacto G.S.T. Italia SpA Sistemas para la defensa del territorio - info@gstitalia.it Domicilio Social Piazza IV Novembre, Milano (MI) - Italia Tfno Fax: Sede Operativa Firenze Via G. Matteotti, Signa (FI) - Italia Tfno Fax: Sede Operativa Bari Via Europa, Noci (BA) - Italia Tfno Fax: Sede Operativa Roma Via Orso Mario Corbino, 38/a Roma (RM) - Italia Tfno Sede Operativa Erbil Mnara City B 424 Erbil - Iraq Cel