Drones en la agricultura: ventajas y usos

Fco. Javier Mesas, Profesor de la ETSIAM la Universidad de Córdoba.

Los sistemas aéreos no tripulados, conocidos comúnmente como drones, se han popularizado en la última década de forma acelerada en diferentes sectores, entre los que destaca la agricultura. Sin duda alguna, la miniaturización de sensores, la mejora de las prestaciones de las plataformas de vuelo, así como el desarrollo de un marco regulatorio específico en el uso de estos sistemas ha favorecido la creación de nuevos modelos de negocio.

***El profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y de Montes realizando pruebas con un dron.***

Cada vez es más necesario implementar nuevas estrategias en la producción de alimentos para aumentar la productividad de las cosecha, y de forma sostenible. Los drones permiten cubrir todo el ciclo del cultivo si bien algunos de ellos aun en modo experimental frente a otros ya asentados. A este tipo de tecnología le acompañan otras que también están siendo fundamentales para la digitalización de las prácticas agrícolas como son:

El Internet de las Cosas (IoT)
Los nuevos programas de observación de la Tierra
Los servicios de computación en la nube
La inteligencia artificial

¿Qué pueden aportar los drones en la agricultura?

Los usos de los drones en la agricultura pueden aglutinarse en aquellos destinados al conocimiento del estado del suelo, la realización de trabajos aéreos y, quizás la aplicación mas popular: el seguimiento y monitorización de cultivos.

Bien es sabido que el conocimiento y seguimiento de la composición del suelo y sus condiciones es clave en el manejo del cultivo. Mediante sensores RGB y técnicas fotogramétricas es posible generar modelos digitales de elevaciones donde poder determinar patrones de drenaje, así como localizaciones húmedas o secas, permitiendo técnicas de riego más eficientes. Además, con los sensores multiespectrales es posible conocer el contenido de nitrógeno en suelo, asistiendo en la aplicación precisa de fertilizantes.

Por otro lado, ya existen empresas con servicios como la siembra mediante dron, más empleados en el sector forestal, que permiten mediante el lanzamiento de una vaina poder sembrar de una forma ágil y uniforme.

Los drones y los fitosanitarios

Respecto a la aplicación de fitosanitarios, recientemente han surgido soluciones para la aplicación de tratamientos de pulverización. Estas consiguen llegar a zonas de difícil acceso, evitando la exposición del agricultor. Además, permiten automatizar las aplicaciones, dirigiéndose a zonas específicas de la plantación y, por tanto, maximizando la eficiencia y ahorrando costos de insumos.

Quizás el seguimiento y monitorización de cultivos sea actualmente la aplicación más conocida del uso de drones en agricultura. La principal razón son los avances en el desarrollo de sensores, ya que son más estables y fiables. Su interés surge por la resolución espacio-temporal, cuyos datos se registran en el momento exacto y con pocos centímetros de resolución espacial. Así, se emplean técnicas de teledetección en la caracterización de cultivos leñosos, pudiendo llegar a escala planta.

“Conseguir la teledetección en la caracterización de cultivos leñosos llegando a escala planta era algo inimaginable hasta hace unos años.”
Francisco Javier Mesas Carrascosa, Profesor de la ETSIAM de la Universidad de Córdoba.

Un sensor para cada uso

En el mercado se encuentran una gran variedad de plataformas de vuelo y de sensores para caracterizar los cultivos según distintos enfoques. La gama de sensores, claves para el uso agronómico, abarcan desde RGB, multiespectrales, hiperespectrales, termográficos y LiDAR, variando su madurez tecnológica, coste económico y nichos de aplicación:

Sensores RGB: Permiten generar modelos digitales de superficies con los que localizar malas hierbas, determinar parámetros estructurales del cultivo, estimar el número de frutos o el número de marras.
Sensores multiespectrales: En su mayoría de tipo multi-array, registran datos en distintas regiones, siendo de especial interés para caracterizar la salud y el vigor del cultivo mediante índices de vegetación. Gracias a estos índices, se detecta el estado nutricional de la planta, la presencia de enfermedades y/o plagas o estimar la cosecha.
Sensores hiperespectrales: Obtienen la firma espectral del cultivo y por tanto, determinan un mayor número de índices de vegetación, localizando longitudes de onda concretas que mejor expliquen el estado y las condiciones del cultivo.
Sensores termográficos: Capturan las variaciones térmicas que puede tener una planta, bien sea por escasez de agua o por alguna enfermedad. Comprueban el correcto funcionamiento de los sistemas de riego o el control de la temperatura y el estrés del cultivo para lograr una mejor calidad del fruto.
Sensores LiDAR-UAV: Son los últimos en el mercado y permiten generar nubes de millones de puntos tridimensionales a partir de los cuales derivar parámetros estructurales del cultivo como altura de planta, diámetro de copa, volumen de biomasa, etc.

Sean del tipo que sean, los drones ha supuesto una revolución en la agricultura por el seguimiento y monitorización de los cultivos que aportan. Ahora bien, es necesario acotar las necesidades y objetivos, así como saber cómo procesar los datos, para generar unos resultados de valor.

Pasos a la hora de trabajar con drones en la agricultura

Definición de necesidades: Establecer si se desea evaluar una variable abiótica o biótica, o determinar la biomasa o el desarrollo del cultivo. Otro factor es la superficie de cultivo, seleccionando drones de ala fija para superficies grandes o multirotor para pequeñas. También es necesario determinar la necesidad o no de muestras y cómo conseguirlas.
Toma de datos: Dependiendo del tipo de trabajo y uso de los datos, se establecerán los parámetros del vuelo (desde la altura hasta la hora). Además, dependiendo del sensor resultará necesario tomar datos con instrumental auxiliar.
Procesado y modelado: Observando el procesado y generando modelos digitales de superficies y/o elevaciones. Con estos datos se procederá a caracterizar estadísticamente cada una de las plantas. En este punto, se realizará una predicción de la variable de interés. Este es un momento clave, pues es donde se convertirán los datos en información de valor.
Productos: Finalmente se generarán mapas, gráficas y/o tablas que permitan su interpretación para la correcta toma decisiones.

Los drones en la agricultura han supuesto una nueva forma de capturar datos y emplear técnicas de teledetección hasta ahora inimaginables, revolucionando la industria agrícola. No obstante, aunque su uso es cada vez más popular, aún queda mucho por hacer e investigar para convertirlos en una herramienta de trabajo más. Sin duda alguna es una tecnología muy útil en agricultura, pero es necesario comprender su funcionamiento y entender que presenta limitaciones antes de emplearlas.