Explorar
Comunidades en español
Anunciar en Engormix

Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile

Publicado: 9 de octubre de 2012
Por: Stanley Best, Agricultural and Bioresources Eng., MSc., PhD. Director Nacional Programa Agricultura de Precisión. INIA Quilamapu (Chile)
Introducción
Chile enfrenta actualmente la gran oportunidad de convertirse en una potencia agroalimentaria, para lo cual deberá abordar un conjunto de desafíos para avanzar en esta nueva etapa. Entre ellos destacan el bajo precio de los productos hortofrutícolas en los mercados de destino en relación a otros países, con un manejo más homogéneo de la calidad de la producción. Además de la pérdida de competitividad del sector tradicional debido a las fluctuaciones de precios del mercado. Junto a ello, el continuo incremento de los costos de producción, obliga a dar un salto en las tecnologías más específicas asociadas a la producción agrícola, dentro de la cadena productiva en general (“del Campo al Tenedor”).

Si bien los avances tecnológicos en Postcosecha y Packing, han sufrido grandes avances, la brecha existente en los procesos productivos a nivel de campo cada vez es más amplia y requiere de una mayor preocupación, dado que es en esta etapa donde se logra o pierde la producción y calidad final.

El problema se produce ya que las áreas productivas se encuentran dentro de variaciones de topografía, textura y profundidad de suelos, drenaje y fertilidad entre muchas otras, las cuales integradas producen los problemas de desarrollo de las plantas y este finalmente de la producción y calidad.

Por otra parte, se visualiza un incremento de brechas tecnológicas entre el sector productivo empresarial y los agricultores de menores dimensiones, ya que no existe en la actualidad un desarrollo cabal de capacitación e información de estas tecnologías, principalmente, por falta del recurso humano capacitado para llevarla a cabo, lo que repercute en la carencia de empresas de servicios y consultores que puedan dar un servicio integral asociado a las tecnologías existentes a nivel mundial hacia el sector productivo. Es por ello que se aplica la Agricultura de Precisión, la cual ayuda a optimizar la calidad y cantidad de un producto agrícola, minimizando el costo a través del uso de tecnologías más eficientes para reducir la variabilidad de un proceso especifico, en forma ambientalmente limpia.

Si bien la Agricultura de Precisión (AP) es un tema relativamente nuevo, se han logrado muchos avances, principalmente en el desarrollo de maquinas e implementos que permiten el manejo localizado en base a mapas que permiten el manejo de la variabilidad de los predios.

Entre las herramientas usadas para la determinación de la variabilidad espacial se encuentra el uso de: Utilización de herramientas de teledetección como lo es el uso de Imágenes aéreas multiespectrales para zonificación. Evaluación de condiciones edafoclimáticas utilizando herramientas tecnológicas modernas para una predefinición de cada sector.

Sin desmedro a lo antes explicado, estas sectorizaciones son tan solo una base de trabajo, sobre la cual se debe construir las orientaciones adecuadas de manejo temporal del cultivo con seguimientos adecuados para las acciones oportunas que requiere este cultivo para llegar a producir calidad, factor tan anhelado por los productores hoy en día.
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 1
Fig 1. Integración Tecnológica bajo el marco de Vitivinicultura de Precisión para cosecha diferencial.
La AP no consiste solamente en medir la variabilidad existente en el área con diferentes tipos de herramientas tecnológicas, sino también del entendimiento de esta información asociado la adopción de prácticas administrativas, es así, que el uso de plataformas de gestión geográficas están permitiendo conectar a los administradores del predio con niveles de información sin precedentes con la finalidad de poder estimar, evaluar y entender la variabilidad de los campos, vitales para la toma de decisiones productivas.


Desarrollo de plataforma de gestión geográfico predial (INIA – Chile).

En el marco del desarrollo del software de gestión predial basado en un sistema de información geográfico e incorporando las capacidades y potencialidades de almacenar la información sobre una base de datos relacional. Así, la plataforma desarrollada (Figura 2) buscó alcanzar los siguientes objetivos:
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 2
Figura 2. Plataforma de Gestión Geográfica Empresarial Productiva (PGGEP).
La plataforma generada está programada en Java y es multiplataforma. Dentro de las capacidades de esta plataforma, está posibilidad visualización de información espacial (mapserver o visualizador de mapas por web) y tabular (gráficos temporales de variables adquiridas en terreno) con la gran particularidad de conexión a bases de datos espaciales, las cuales están montadas sobre PostgreSQL y PostGIS. El primero es un motor de bases de datos relacional sobre el cual se almacenan los datos y el segundo es el que hace de capa intermediaria entre el SIG y la base de datos para la interpretación espacial de estos.
 
Proceso para utilización de la PGGEP
El proceso de uso del PGGEP se inicia por la definición de variabilidad de los potreros del predio. Para esta función fue empleado el software ICAS v.1.0 (Figura 3; Best, 2009), con el cual se desarrollan polígonos que representan la proyección zenital de los árboles, sobre los cuales son asociados la información de NDVI (Índice Diferencial Vegetacional Normalizado) para cada árbol y se genera una base de datos georeferenciada de estos.
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 3
El software ICAS 1.0, permite desarrollar una clasificación de detalle de las hileras y árboles del predio (Figura 4), permitiendo así una clara definición de la población objetivo (árbol?área copa?NDVI por copa).
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 4
Figura 4. (a) representación de los árboles del huerto como polígonos individuales, cuyo tamaño está relacionado al área zenital de copa. (b) representación de la variación de NDVI para el caso de un cuartel de olivos, en donde los tonos rojos representan 1 a 3 desviaciones estándar sobre el NDVI medio, mientras que los tonos azules representan 1 a 3 desviaciones estándar sobre el NDVI medio. Los círculos de color verde indican las ubicaciones de muestreo seleccionadas por Icas v.1.0.
A continuación el software, antes de comenzar a trabajar con los datos de NDVI de cada copa, el sistema calcula el CV por copas y por agrupación de copas (1, 2, 3, ..n definida por usuario) de cada bloque, y sugiere cuál sería el nivel de agrupación muestreal que debería utilizarse. Luego de seleccionado el nivel de agrupamiento de copas (cada grupo de copas pasa a ser un ejemplar de la muestra), se debe seleccionar qué ejemplares serán los que finalmente se muestrearán, proceso en el cual utiliza algoritmos de estereología para la selección (Wulfsohn and Olivier, 2007; Aggelopoulou et al. 2009) con el cual se decide el número de muestras necesarias para representar la variabilidad de una variable productiva determinada y su localización espacial (Figura 5).
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 5
Figura 5. Ejemplos del funcionamiento del software ICA 1.0 para la selección de puntos de evaluación de variables de producción. Se presenta un ejemplo de localización de puntos de evaluación para el cuartel 101-7 en donde se han escogido 5 o 40 puntos de muestreo (fig. 5-a_i; a_ii), mostrándose además las ubicación de dichos puntos sobre el histograma poblacional determinado en el cuartel (fig. 5-b_i; b_ii).
 
Ingreso de Información a las bases de datos
Lograda la zonificación adecuada de los huertos y la localización de los puntos de monitoreo en un formato estadístico representativo, es importante conectar la información de terreno con los sistemas de visualización de PGGEP.
Como ya se ha mencionado, la base del desarrollo del monitoreo esta dado por ICAS, en el cual se ingresa la información de terreno en la sección de información de monitoreo del software (Figura 6), la cual posteriormente es exportada a la base de datos espaciales al servidor del sistema en forma directa (indiferentes de donde uno este), quedando actualizada la información inmediatamente en la PGGEP para su visualización.
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 6
Fig.6. Datos obtenidos en campo son ingresados en el sistema y exportados a la base de dato espacial del PGGEP.
Por otra parte, ICAS ofrece la opción Ver con Excel, esta opción permite ver el archivo en detalle de los datos a ingresar, cantidad de muestras y la ubicación de archivo. (fig.7) o generación del shape (polígonos espaciales) de la información para ser incorporadas y visualizadas en la sección de MapServer de PGGEP.
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 7
Fig. 7 Detalle información espacial obtenida en campo con sus respectivos valores

Ya ingresada la información al PGGEP, la información puede ser visualizada a tiempo real desde la plataforma internet y que se presenta en la Figura 8. Por otra parte, esta plataforma incluye la información meteorológica, la cual es alimentada por los sistemas GPRS directos a la base de datos de la plataforma, teniéndose gestión de la información a tiempo real (Figura 9).
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 8
Fig 8. Integración de Tecnologías aplicadas en Olivicultura de Precisión

Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 9
Figura 9. Plataforma de consulta en línea de información meteorológica y de variables obtenidas en terreno a tiempo real (en ejemplo humedad de suelo a tres profundidades).
Todas estas técnicas se están aplicando bajo el concepto de agricultura de precisión en base a una analítica espacial (variación entre cuarteles) y temporal (variaciones entre estaciones de crecimiento) con el fin de detectar anomalías presentes en el cultivo y poder corregirlas, permitiendo mejorar la producción y calidad. Por otra parte, y no menor, se aprecia la carencia en la interpretación y fácil manejo de la información que se desarrolla mediante el uso de estas técnicas, lo que hace altamente necesario el desarrollo de este tipo de plataforma de gestión espacial que permita manejar la información espacio-temporal del cultivo en un formato amigable a nivel de usuario, que le permita gestionar las decisiones de manejo de los huertos.
Cabe destacar finalmente, que se visualiza una clara tendencia al desarrollo de automatización de procesos en lo referente a la captura de información como los sistemas de análisis para la toma de decisiones por los productores. Sin embargo, es necesario rescatar que por mucho que se pueda llegar a automatizar los procesos, es necesaria la capacitación del recurso humano para el entendimiento básico del proceso de espacialidad y temporalidad existentes en los procesos biológicos, necesario para el desarrollo de buenas decisiones de manejo.

Difusión y Capacitación en Agricultura de Precisión.
Es claro que el mayor problema en la introducción tecnológica es la falta del recurso humano capacitado, el cual permitirá romper con la gran brecha tecnológica que hoy en día tenernos en el sector agrícola. Por lo antes expuesto, existe una creciente demanda por la obtención y entendimiento de nuevas áreas emergentes de la tecnología, siendo una de estas el área de la Agricultura de Precisión (AP) la que, si bien es cierto ha tenido una buena aceptación, con éxito especialmente en el ámbito vitivinícola, no es menos cierto que presenta grandes desafíos en otras áreas productivas como es el caso de frutales, cultivos anuales y pecuarios. Por otra parte, gran cantidad de innovaciones tecnológicas se producen en el ámbito de la investigación asociados a la electrónica, mecanización, y tecnologías de la información y comunicaciones (TIC) que, por una parte son incorporadas al esquema de AP y por otra, se deben traspasar a los usuarios finales (agricultores, empresas de servicio, estudiantes de distinto nivel). Dicho traspaso de información involucra la construcción de un canal de comunicación directo, el cual debe tener un gran soporte en el empleo de las TIC, reuniendo y organizando toda la información anteriormente descrita en sistemas digitales, que permite ir incorporando aspectos de la espacialidad (geográfico) y temporalidad (evolución) de los mismos, factores que deben ser claramente entendidos para poder abordar la problemática de uso de la AP en una forma adecuada, con el crecimiento de capacidades acorde a las realidades de cada productor.

Para el desarrollo de la plataforma de difusión de AP, que posee distintas aplicaciones para contar con un abanico de alternativas en capacitación, información e intercambio de ideas a la vez promueve la investigación tecnológica siendo la base de la productividad. La meta de dicha plataforma, es la capacitación en el manejo espacial no uniforme de los predios con el fin de reducir el uso de agroquímicos y mejorar la productividad agrícola. Así, la subdivisión de las áreas agrícolas en áreas de manejo uniforme se transforma en una prioridad en la carrera de la maximización de la eficiencia de los recursos y competitividad agrícola futura. Sin embargo, sigue siendo un gran reto el introducir este tipo de forma de educación a distancia, con lo cual debe complementar con acciones presenciales y uso de otro tipo de canales de acercamiento como lo pueden ser hoy en día las redes sociales tales como facebook, youtube, twitter, etc. que permitirán un proceso más dinámico de capacitación.
Las aplicaciones de AP en la agricultura del futuro en Chile - Image 10
Fig 6. Integración de tecnologías en Plataforma de Difusión.

Referencias:
1. Aggelopoulou, D. , D. Wulfsohn, S. Fountas, T. A. Gemtos, G. D. Nanos and S. Blackmore. 2009. Spatial variation in yield and quality in a small apple orchard. Precision Agriculture. 1385-2256.
2. Best, S; Gatica G, and Leon L. 2009. Development of an assessment model of water stress of a Var. Merlot vineyard, based on the use of infrared thermography. Proceedings of the 8th edition of the Fruit, Nut and Vegetable Production Engineering Symposium. 140-149p. January 5 to 9. Concepcion, Chile.
3. Wulfsohn, D. and M. Olivier. 2007. Sampling for Precision Agriculture, 6ECPA/4ECPL pre-conference course, Skiathos, Greece. University of Tessaly.
Temas relacionados
Autores:
Stanley Best S.
INIA Chile - Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Seguir
Únete para poder comentar.
Una vez que te unas a Engormix, podrás participar en todos los contenidos y foros.
* Dato obligatorio
¿Quieres comentar sobre otro tema? Crea una nueva publicación para dialogar con expertos de la comunidad.
Crear una publicación
Súmate a Engormix y forma parte de la red social agropecuaria más grande del mundo.
Iniciar sesiónRegistrate