Sig En La Agricultura De Precision.docx

CONTENIDO

I.

Pág.

INTRODUCCIÓN ...................................................................................................2

II. OBJETIVOS: ...........................................................................................................3 III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ...............................................................................3 3.1.

Antecedentes ...................................................................................................3

3.2.

Agricultura de Precisión ..................................................................................5

3.2.2.

Definición ....................................................................................................5

3.2.3.

Ciclo de la agricultura de Precisión .............................................................6

3.2.4.

Sistema para la generación de los mapas de rendimiento ...........................8

3.2.5.

Tipos de Variabilidad ..................................................................................9

3.2.6.

Situación de la Agricultura de Precisión ...................................................10

3.3.

SIG (Sistema de Información Geográfica) ....................................................19

3.3.1.

Uso de los sistemas SIG ............................................................................21

3.3.2.

Aplicaciones de los SIG ............................................................................23

3.3.3.

Aplicaciones de los SIG en el campo de la agricultura .............................24

3.3.4.

Software o programas de pc para modelos de aplicación ..........................25

3.3.5.

Sistema de ayuda al guiado .......................................................................26

3.3.6.

Barreras para la Utilización de SIG en la Agricultura de Precisión ..........28

3.3.7.

Ahorro y Eficiencia Energética en la AP...................................................28

3.4.

Tendencias .....................................................................................................33

3.4.1. 3.4.1.1.

Tecnologías que están cambiando la Agricultura ......................................33 Sensores remotos (teledetección) ...........................................................33

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .....................................................35 V. BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................36 VI. ANEXOS ...............................................................................................................36

INTRODUCCIÓN La agricultura de precisión, permite cuantificar la variabilidad para lograr el mejor manejo, para cada proyecto. Esto se realiza identificando unidades de manejo homogéneas internamente y distintas entre sí, cada una de las cuales es sujeta a un manejo diferente (por ejemplo, distinta dosis de fertilización). La aplicación exitosa de prácticas de Agricultura de Precisión aumenta la eficiencia de los procesos de producción, reduce costos, mientras que reduce la contaminación. Esto no sería posible sin la existencia de una base de datos organizada en un Sistema de Información Geográfica (SIG). La agricultura de precisión implica un sistema cíclico de recolección de datos (imágenes satelitales, mapas de rendimiento, mapas de suelos, mapas topográficos, etc.), y los SIG tienen un rol preponderante en la integración, interpretación y análisis de la información disponible. El SIG actúa como integrador de los conocimientos disponibles y permite ordenar información histórica y nueva. Una etapa crítica a la hora de implementar sistemas de Agricultura de Precisión es la interpretación de toda la información disponible para llegar a la toma de decisiones. En muchos casos, productores o asesores acumulan gran cantidad de información a lo largo de los años, pero no cuentan con las herramientas necesarias para interpretarla y transformarla, por ejemplo, en la aplicación variable de insumos. Es por ello que, la llegada del manejo del SIG y técnicas de estadística espacial resulta de vital importancia para alcanzar un mapa de unidades homogéneas de manejo, para optimizar el manejo en cada una de ellas, que es el fin último de la agricultura de precisión.

OBJETIVOS:  Generar conocimiento del SIG en la agricultura.  Caracterizar y evaluar la variabilidad en que se utilizan las nuevas tecnologías como el SIG.  Determinar la viabilidad del SIG en un proyecto de agricultura REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3.1.

Antecedentes (Ríos, 2006) En la década de 1920 se realizaron los primeros diseños de control mecánico para realizar tareas agrícolas sin necesidad de conductor. Uno de los primeros sistemas consistía en guiar una máquina por una parcela mediante una rueda que introducida en un surco le servía de referencia. Posteriormente se crearon otros sistemas más complejos (aunque nunca llegaron a implantarse de forma comercial) basados en seguimiento de cables enterrados en el suelo o en el posicionamiento a través de campos magnéticos (creados mediante bobinas de gran tamaño). Todos estos equipos tenían el inconveniente de que para su funcionamiento se necesitaba la instalación de marcadores en la parcela. HISTORIAL DE LOS SISTEMAS DE GUIADO EN CLAAS.  2005 GPS PILOT  El GPS PILOT es el primer sistema de guiado vía GPS de CLAAS. Dirigido a través de señales GPS y de corrección, el GPS PILOT permite dirigir de forma precisa con exactitudes de hasta + / – 2 cm –

también con niebla o en la oscuridad. Este sistema de guiado para tractores y otras máquinas agrícolas descarga al operario y conlleva ahorros de tiempo laboral, una mejor calidad del trabajo y menores costes operativos.  2007 CAM PILOT. Esto sólo lo encuentra en CLAAS: CAM PILOT un sistema de guiado automático dirigido por cámaras, especialmente diseñado para la recogida de hierba con el pickup de la picadora. Una cámara estéreo colocada en la parte delantera de la JAGUAR escanea la superficie delante de la máquina. Con ello se determina de forma exacta la posición de las hileras. A partir de esta base se dirige entonces automáticamente la picadora. Fiable, rápido y exacto. El operario se puede concentrar mejor en el relleno y por lo tanto en una recogida rápida y sin pérdidas de la cosecha.  2014 GPS PILOT con terminal S10. El ya exitoso GPS PILOT, gracias a la válvula proporcional, ha sido dotado por CLAAS con dos terminales de última generación, mejorando una vez más en gran medida su manejo. El GPS PILOT con terminal S10 está equipado con una pantalla táctil de 10,4" así como con un receptor bifrecuencia integrado y se caracteriza por un manejo intuitivo más simplificado. Además del manejo del

automatismo de guiado, el terminal ofrece la opción de dirigir también aparatos acoplados ISOBUS y conectar al mismo tiempo hasta cuatro cámaras. 3.2.

Agricultura de Precisión Definición (Marote, 2010, P151.) La agricultura de precisión (AP) es un concepto agronómico de gestión de parcelas agrícolas, basado en la existencia de variabilidad en campo. Requiere el uso de las tecnólogas de Sistema de Posicionamiento Global (GPS), sensores, satélites e imágenes aéreas junto con Sistemas de Información Geográfico (SIG) para estimar, evaluar y entender dichas variaciones. La información recolectada puede ser usada para evaluar con mayor precisión la densidad optima de siembra, estimar fertilizantes y otras entradas necesarias, y predecir con más exactitud la producción de los cultivos. Esta filosofía propone atender en forma diferente los factores de producción de acuerdo a las características especificas de cada sitio, con el fin de maximizar la eficiencia en el uso de recursos, y minimizar los efectos de contaminación, usando como unidad de manejo, el área más pequeña para la cual se cuenta con información de respaldo.

Figura 1. La relación de los elementos que integran la AP. Ciclo de la agricultura de Precisión (INIA,2011). Es necesario puntualizar que no se debe considerar que la AP es un tipo de agricultura donde la tecnología y los satélites indican lo que hay que hacer en el campo, sino que, a través de la interpretación de los datos, que transformamos en información y ellos en conocimientos para la toma de decisiones, nos permite dar a cada parcela el tratamiento agronómico más apropiado. En este sentido, la aplicación de las distintas tecnologías y manejos asociados al concepto de AP se suelen dividir en tres grandes etapas: a) Recolección e ingreso de datos b) Análisis, procesamiento e interpretación de la información c) Aplicación deferencial de insumos. De acuerdo a estas etapas se establece un ciclo de prácticas agrícolas dirigidas a proporcionar una recomendación precisa, con un manejo localizado que tome en cuenta el rendimiento variable presente en toda el área. De este modo se optimizan los recursos, ya que estos se

emplean en la cantidad exacta y en las áreas donde se necesite del control.

Fig. Etapas o ciclo de la agricultura de precisión (adaptado desde Stafford, 1996) Es así que durante la primera etapa se deben recolectar la mayor cantidad de datos, los cuales deben ser georreferenciados, para conocer la profundidad en términos de variabilidad espacial. Para llevarla a cabo, se monitorean las principales variables como suelo, humedad, vigor de las plantas, entre otros. Con las variables ya designadas y con los datos recolectados, comienza la segunda etapa de procesamiento de datos, los que se procesan y asocian en conjunto a través del uso de mapas digitales. Esta etapa debiera llevarse a cabo por empresas o laboratorios especializados en AP, que cuenten con solvencia de calidad en la analítica servicios ofrecidos. La tercera etapa corresponde al análisis de los datos mediante software especiales los que permitirán y ayudarán al sensor especializada en AP a tomar decisiones de manejo en el campo.

Sistema para la generación de los mapas de rendimiento Los mapas de rendimiento (MR) son imágenes georreferenciadas con una escala de colores que indican el rendimiento de un punto en específico. Por lo general, son desarrollados por científicos y especialistas de la agricultura, donde los interesados (agricultores, cosechadores y productores) deben pagar para obtenerlos. Los MR son entradas para el proceso de aplicación de Dosis Variable (DV) de los distintos químicos que necesita un cultivo (fertilizantes, herbicidas, riegos, etc.). Las cosechadoras, fertilizantes, y otras maquinarias, necesitan de la instalación de un Sistema de Abordo para el control y monitoreo, también es válido el uso de sensores de flujos para medir y registrar el rendimiento puntual. (Marote, 2010, P155.)

Figura 2. Proceso de obtención de un MR y cómo influye en el desarrollo de la aplicación de Dosis Variable (DV) Tipos de Variabilidad Variabilidad Espacial Expresa las diferencias de producción en un mismo campo, en una misma campaña y cosecha (Chartuni et al.,2007, P27).

En la figura 3. Mapa de rendimiento de maíz, campaña 2002. Fuente: EMBRAPA, Estación Experimental Maíz y Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil. Variabilidad Temporal Formula los cambios de producción en un mismo campo, en distintas campañas de cosecha (Chartuni et al.,2007, P27)

Figura 4. Variabilidad temporal del rendimiento de maíz, cosechas/campañas 2000, 2001 y 2003. Fuente: EMBRAPA, Estación Experimental Maíz y Sorgo, Sete Lagoas, MG, Brasil.

Herramientas en la AP Las herramientas en la Agricultura de Precisión podrían ser las siguientes: -

Sistema de localización GPS y DGPS

-

Captadores de rendimiento (sobre planta, suelo, malas hiervas y medio)

-

Otros captadores de adquisición de información

-

Cartografías de contenido de elementos minerales

-

Fotos aéreas de satélites

-

Sistemas de información geográfica (SIG)

-

Modelos de ayuda a la toma de decisiones

-

Material capaz de modular la dosis en continuo

Situación de la Agricultura de Precisión Gil (2010) afirma que, si asociamos agricultura de precisión con agricultura de futuro, se nos plantea inmediatamente una cuestión: ¿es

que actualmente la agricultura, y por extensión el agricultor, no es preciso? ¿es que no realiza correctamente su trabajo? Evidentemente cualquier generalización es errónea, pero, mayoritariamente, uno de los problemas de la agricultura actual en nuestro país es la falta de información y de formación necesarias para el buen desarrollo de cualquier actividad. Y la responsabilidad de esta falta de información no siempre es atribuible al sector. De hecho, cuando uno tiene la oportunidad de trabajar directamente con el agricultor llega inmediatamente a la conclusión de que muchos de los problemas de los que actualmente adolecen las explotaciones agrícolas podrían resolverse con una adecuada labor de formación y, sobre todo, de información. (p.28). Gil (2010) menciona que existe un importante salto cualitativo entre lo que podemos ver en los múltiples certámenes nacionales e internacionales dentro del mundo de la mecanización agraria y la realidad de la mayor parte de las explotaciones. Todos estos equipos y su alta calificación tecnológica contrastan con la realidad observada en muchas áreas de nuestra geografía. Diferentes campañas de revisión de equipos se han llevado a cabo por diferentes instituciones, públicas o privadas, relacionadas en la mayoría de los casos con equipos destinados a la distribución de materias primas (abonadoras, sembradoras,

equipos

para

tratamientos

fitosanitarios)

y

desgraciadamente, todas ellas han revelado resultados similares. (p.30) Situación Real de la AP El problema del manejo de la información

Si bien resulta imprescindible la obtención de información detallada

que

permita

caracterizar

y

evaluar

las

heterogeneidades intraparcelarias y la fuente de las mismas, no es menos cierto que, en muchas ocasiones, los problemas residen en el exceso de información y la falta de medios para su procesamiento. Ante este hecho, el desarrollo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y los simuladores de ayuda a la toma de decisión se presenta como un hecho primordial para el tipo de agricultura de precisión cíclica. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) permiten superponer información obtenida a escalas diferentes de forma que la información correspondiente a una posición determinada de una parcela este formada por múltiples capas informativas superpuestas e interrelacionadas entre sí. Por ejemplo, el sistema posibilita el establecimiento de relaciones entre mapas de rendimientos elaborados en años diferentes a una escala determinada, con los datos obtenidos en la misma parcela en cuanto a profundidad del suelo y contenido de materia orgánica a otra escala diferente. En general, estos sistemas aglutinadores de información suelen comercializarse incorporados con los equipos receptores de la señal de satélite (GPS). (Gil, 2010) Un SIG destinado a su utilización con fines agrícolas debe poder: - Integrar los datos de diferentes fuentes de información para transformarlos en mapas directamente utilizables.

- Aprovechar la información obtenida a partir de imágenes de satélites o fotos aéreas. - Establecer mapas de actuación diferencial para las distintas operaciones culturales, es decir, integrar los modelos agronómicos de decisión con la información obtenida. - Disponer interfaces o “comunicadores” que permitan establecer relaciones directas con las distintas herramientas que intervienen y su posterior transmisión a los equipos capaces de realizar la aplicación modular. Impactos Genéricos de la Agricultura de Precisión De acuerdo con recientes trabajos de investigación, se espera que la agricultura de precisión suponga una mayor resiliencia de los alimentos, mientras que al mismo tiempo asegure el mantenimiento de la sostenibilidad y el empleo. Estas prácticas implican el uso de tecnología para mejorar la relación entre las materias primas agrícolas (agua, fertilizantes, tierra, energía, pesticidas, etc.) y la producción agrícola (generalmente alimentos). La agricultura de precisión consiste en el uso de sensores para identificar las necesidades del ganado o del cultivo con gran precisión. Después, el agricultor interviene de manera calculada para maximizar la productividad de cada animal o planta, al tiempo que reduce el desperdicio de recursos. (Precision Agriculture)

Se estima que en el año 2050 la población mundial será 9,5 billones. Esto supone que los granjeros necesitarán producir un

100% más de producción para cubrir el déficit actual y las necesidades futuras. Estas tecnologías son las que tendrán un rol clave en esos desarrollos en la próxima década. Se cree que la agricultura de precisión podrá ayudar a sostener el crecimiento de la población mundial para producir incluso más con menos consumo, incluso un consumo mínimo. Por ejemplo, un sistema basado en el monitoreo de sensores ofrece al granjero información mejor y más avanzada porque recibe alertas tempranas del estado del cultivo o predicciones de producción precisas. Otro aspecto prometedor de la agricultura de precisión es su habilidad para reducir el impacto negativo del sector en el entorno. Según las estadísticas la agricultura es responsable de al menos el 10% de la emisión de gases de efecto invernadero. Aún más: el sobre uso de pesticidas y fertilizantes, así como la erosión del terreno, causa preocupación sobre la atmósfera en general. La agricultura de precisión realmente ayuda a disminuir estas preocupaciones. (Gil, 2010) Básicamente, la agricultura de precisión supone el uso de un amplio rango de tecnologías, que pueden incluir: Sistemas de Dirección Automática Esta herramienta de precisión se encarga de tareas específicas de gestión dela dirección, el giro desde arriba desde el final de una fila hasta el comienzo de la siguiente, aplicación de fertilizantes

y pesticidas y evita superposiciones. El sistema de dirección automática reduce al máximo el error humano, los accidentes y, además, contribuye a la gestión eficaz del sitio y del suelo. (Precision Agriculture)Geolocalización

Este tipo de tecnología se usa para producir mapas que identifiquen datos de interés, como las propiedades del suelo y los niveles de nutrientes en ciertos campos en concreto. (Precision Agriculture)

La agricultura de precisión puede contribuir activamente a la seguridad alimentaria Producir más cultivos agrícolas con el aporte de las tecnologías de agricultura de precisión en comparación con los métodos tradicionales ha reducido la inseguridad alimentaria. Estas tecnologías hacen que la agricultura sea más transparente al mejorar el mantenimiento de registros, la trazabilidad y la documentación de los alimentos. También mejora la generación de previsiones. (Precision Agriculture) La agricultura de precisión apoya las granjas sostenibles y tiene potencial de reducción de costes La sostenibilidad a través de la agricultura de precisión ofrece a los agricultores la oportunidad de ahorrar en dos partidas: los costes de mano de obra y del uso excesivo de insumos agrícolas como agua, pesticidas y fertilizantes. La energía y el tiempo se reducen mediante el monitoreo remoto de la granja.

La agricultura de precisión requiere formación en nuevas capacidades que pueden aumentar los niveles educativos en zonas urbanas y rurales Como con todas las nuevas tecnologías, la adopción de la agricultura de precisión tras su introducción, ha sido bien recibida. Los agricultores aprenden nuevas habilidades cada día. Las habilidades gerenciales, técnicas y ambientales han sido aprendidas ya por la mayoría de los agricultores. La agricultura de precisión desencadenará un cambio social a medida que siga su adopción. (El Impacto de la Agricultura de Precisión, 2010) Situación y Perspectivas de la AP Las tablas 1 a 4 muestran la situación actual y las perspectivas de la Agricultura de Precisión en diferentes labores; labores en preparación del suelo, aplicación de fertilizantes, labores de siembra y protección de cultivos. Tabla 1. Situación y perspectivas de la agricultura de precisión en labores de preparación de suelo. Medios Disponibles Operación cultural

Parámetros a considerar

Hoy

Mañana

Textura

-Mapas de suelos -Muestreo manual fijo -Muestreo manual a partir de mapas de rendimientos o fotos aéreas

-Toma de muestras a partir de información de la resistividad o la conductividad eléctrica

Compactación

-Sensores de medida -Apreciación visual a partir de la resistividad, de fotos aéreas o experiencia ondas de radar previa -Muestreo en continuo a partir de información

Trabajo del suelo

de la conductividad eléctrica

-Sensor óptico o -Toma de muestras manual a electromagnético con partir de información previa interpretación de datos en continuo

Grado de desmenuzamiento

Tabla 2. Situación y perspectivas de la agricultura de precisión en la aplicación de fertilizantes. Medios Disponibles Operación cultural

Parámetros a considerar

Hoy

Mañana

Cantidad a distribuir

Rendimiento medio -Mapa de rendimientos. de la parcela -Astado vegetativo.

Nitrógeno en suelo

Muestreo manual con patrón predeterminado

Condiciones del cultivo

Muestreo manual y análisis visual

Materia orgánica

Toma de muestras manual con puntos prefijados

Abonado

-Captador tipo “electrodo rápido” con lectura superficial. -Imágenes de satélite. -Captador del nivel clorofila del cultivo.

de

-Sensor de lectura en superficie o profundidad.

Tabla 3. Situación y perspectivas de la agricultura de precisión en labores de siembra. Medios Disponibles Operación cultural Siembra

Parámetros a considerar Dosis de semilla

Hoy -Rendimiento parcela -Condiciones medio

medio

Mañana de

generales

la -Mapas rendimientos del -Disponibilidad nutrientes

de de

-Variedad y época

-Mapas topográficos -Contenido de humedad

Nivel de desmenuzamiento

-Captador en el apero -Sondeo manual con muestreos (telemetría, análisis de fijos imagen)

Textura

-Mapas de suelos -Sondeo manual predeterminado -Sondeo a partir de mapas de rendimientos

-Sondeo manual o automatizado a partir de mapas de resistividad o conductividad eléctrica -Toma de muestras manual o -Mapas de suelos automatizada a partir -Sondeo manual predeterminado de mapas de -Sondeo a partir de mapas de rendimientos, rendimientos imágenes de satélites o fotos aéreas

Profundidad del suelo

Tabla 4. Situación y perspectivas de la agricultura de precisión en materia de protección de cultivos. Medios disponibles Operación cultural

Parámetros a considerar

Dosis media Protección de cultivos

Presencia de malas hierbas Presencia de enfermedades

Hoy

Mañana

-Sensor de biomasa Información de cosecha -Captador visual de anterior, previsión de presencia de malas hierbas riesgos, nivel de -Imágenes de satélites o infestación global fotos aéreas. -Sensor por reflectometría Análisis visual de la o análisis de imágenes parcela acoplado a la boquilla. Análisis visual de la -Imágenes de satélites o parcela fotografías aéreas.

Los principales beneficios de la agricultura de precisión podrían ser los siguientes: -

Gestión optimizada de las explotaciones.

-

Reducción de la aplicación de pesticidas y fertilizantes.

-

Menor impacto medioambiental.

-

Productos con mayor valor nutritivo.

-

Obtención de información más precisa y de trazabilidad, muy importante en las zonas con carencias de nitrógeno.

-

Reducción de combustible en los tractores.

-

Otros beneficios adicionales son generados al supervisar la información, (por ejemplo, saber si un tractor está parado innecesariamente).

3.3. SIG (Sistema de Información Geográfica) Un Sistema de Información Geográfica (SIG), también denominado Geographics Information System (GIS), es un conjunto de programas y aplicaciones informáticas que permite la gestión de datos organizados en una base de datos, referenciados espacialmente y que pueden ser visualizados mediante mapas. (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía,2007) Desde el punto de vista de los datos, un SIG se basa en una serie de capas de información espacial en formato digital que representan diversas variables (Figura 14), o bien capas que representan entidades a los que corresponden varias entradas en una base de datos enlazada.

Figura 5. Superposición de capas de información.

Fuente: Ahorro y Eficiencia Energética en la Agricultura de Precisión, Madrid Estas capas corresponden, al menos en parte, a la misma zona, de manera que pueden analizarse en conjunto. De este modo puede combinarse, en un mismo sistema, información espacial y temática, con orígenes y formatos muy diversos Desde el punto de vista de las herramientas, los Sistemas de Información Geográfica se han desarrollado a partir de la unión de diversos tipos de aplicaciones informáticas: la cartografía automática tradicional, los sistemas de gestión de bases de datos, las herramientas de análisis digital de imágenes, los sistemas de ayuda a la toma de decisiones y las técnicas de modelización física. (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía,2007) Podríamos considerar, en sentido amplio, que un SIG está constituido por: 

Bases de datos espaciales en las que la realidad se codifica mediante unos modelos de datos específicos.



Bases de datos temáticas cuya vinculación con la base de datos cartográfica permite asignar a cada punto, línea o área del territorio unos valores temáticos.



Conjunto de herramientas que permiten manejar estas bases de datos de forma útil para diversos propósitos de investigación, docencia o gestión.



Conjunto de ordenadores y periféricos de entrada y salida que constituyen el soporte físico del SIG. Estas incluyen tanto el programa de gestión de SIG como otros programas de apoyo.



Comunidad de usuarios que pueda demandar información espacial.



Administradores del sistema encargados de resolver los requerimientos de los usuarios, bien utilizando las herramientas disponibles o bien produciendo nuevas herramientas. Uso de los sistemas SIG La inclusión de información espacial y temática permite llevar a cabo consultas de diverso tipo, desde las más simples a las más complejas, así como analizar los datos y ejecutar modelos acerca del funcionamiento de los sistemas ambientales representados. Quizás la operación más sencilla sea la producción de mapas de las variables contenidas en una base de datos o de nuevas variables calculadas a partir de las disponibles. Por ejemplo, si disponemos de un mapa de municipios y una base de datos con la población y el PIB de los distintos países, podemos generar mapas de ambas variables o de la renta per cápita. Esto no supone la obtención de nueva información, es simplemente una operación de cartografía automática. (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía,2007) Un paso adelante sería la obtención de respuestas a una serie de consultas sobre los datos y su distribución en el espacio: • ¿Qué hay en el punto X? • ¿Qué características tiene el punto X respecto a otro? • ¿Qué puntos cumplen determinadas condiciones? • ¿Qué relación hay entre A y B? • Distancia entre dos puntos. • Conexión entre dos puntos. • Pertenencia a un mismo conjunto.

• Más sofisticado sería el uso de herramientas de análisis espacial y álgebra de mapas para el desarrollo y verificación de hipótesis acerca de la distribución espacial de las variables y objetos. • ¿Disminuye la temperatura con la altitud? • Los individuos de una determinada especie, ¿tienden a agruparse o permanecen aislados? • ¿Cuál es el tamaño mínimo de un área de bosque para mantener una población viable de osos? Un punto más allá de sofisticación sería la utilización de un SIG para resolver problemas de toma de decisión en planificación física u ordenación territorial, mediante el uso de instrucciones complejas del análisis espacial y álgebra de mapas. En definitiva, se trataría de resolver preguntas del tipo: • ¿Qué actividad es la más adecuada para un área concreta? • ¿Cuál es el mejor lugar para la instalación de determinada actividad? • ¿Cuál va a ser el impacto sobre el medio? • ¿Cuál es la forma y tamaño adecuados de los espacios naturales? Finalmente, las aplicaciones más elaboradas de los SIG son aquellas relacionadas con la integración de modelos matemáticos de procesos naturales, dinámicos y espacialmente distribuidos. El objetivo puede ser tanto científico como de planificación y ordenación. • ¿Qué áreas pueden inundarse en caso de producirse un episodio lluvioso dado? • ¿Qué consecuencias ambientales puede tener un embalse aguas abajo? • ¿Cómo podría mejorarse la eficiencia en el uso del agua?

En estos casos los programas se utilizan tanto para introducir las capas de información inicial como para ver y analizar los resultados del modelo en su distribución espacial.

Aplicaciones de los SIG Un Sistema de Información Geográfica es una herramienta que permite la integración de bases de datos espaciales y la implementación de diversas técnicas de análisis de datos. Por tanto, cualquier actividad relacionada con el espacio puede beneficiarse del trabajo con SIG. Entre las aplicaciones más usuales destacan: 





Científicas: –

Ciencias medioambientales y relacionadas con el espacio.

–

Desarrollo de modelos empíricos.

–

Modelización cartográfica.

–

Modelos dinámicos - Teledetección.

Gestión: –

Cartografía automática.

–

Información pública, catastro.

–

Planificación física.

–

Ordenación territorial.

–

Planificación urbana.

–

Estudios de impacto ambiental.

–

Evaluación de recursos.

–

Seguimiento de actuaciones.

Empresarial:

–

Marketing.

–

Estrategias de distribución.

–

Planificación de transportes.

–

Localización óptima.

–

Agricultura de precisión.

Aplicaciones de los SIG en el campo de la agricultura Gracias al sistema de posicionamiento GPS es posible tomar datos fácilmente sobre la variabilidad geográfica de variables en las parcelas como la fertilidad. Para almacenar y procesar los datos de variabilidad los Sistemas de Información Geográfica son esenciales. Un sistema SIG permite mostrar complejas vistas de variables en las parcelas y tomar decisiones para realizar los cultivos. Más concretamente es posible estimar el valor óptimo de los nutrientes a aportar en cada parte del terreno. Esto permite un ahorro económico y previene la contaminación producida por el empleo en exceso de fertilizantes. (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía,2007)

Figura 6. Modos de Representación del GIS

Software o programas de pc para modelos de aplicación Para el análisis de estos datos se utilizan programas del tipo Ag GIS (Sistemas de Información Geográfica para Agricultura), que desde un ordenador nos ayudan a interpretar la información. Uno de los resultados más valiosos es la representación de la información en forma de mapas. Estas tecnologías nos ayudan a clasificar la información y generar bases de datos que permitan optimizar la gestión de nuestra finca. (Pérez et al, 2015, p.42) Equipos de ayuda al guiado y guiado automático. La persona que conduce un tractor o una cosechadora destina la mayor parte de su atención durante el trabajo a mantener la dirección adecuada y hacer las correcciones necesarias para evitar obstáculos puntuales como postes, rocas o árboles. Tradicionalmente estas operaciones se llevan a cabo mediante pasadas paralelas rectas y a veces curvas, distanciadas según el ancho de trabajo de la máquina empleada y el solape que se estime adecuado. Pero el vehículo, además de seguir una dirección, debe realizar el trabajo de labrar, sembrar, abonar o cosechar, el cual también debe ser supervisado por el conductor. La atención que esta persona pueda prestar a todos estos factores influirá en el rendimiento y los costes de estas operaciones, y sus repercusiones ambientales. En los sistemas de guiado aplicados en Agricultura de Precisión, se facilita la conducción al agricultor/a mediante la

instalación de dispositivos en los tractores y cosechadoras. La forma de trabajo de estos equipos no es más que una imitación del procedimiento normal que un conductor/a lleva a cabo: en cada momento compara su situación y trayectoria con las que debería tener y que previamente fueron establecidas mediante unas marcas de referencia, haciendo las correcciones oportunas. Los sistemas de guiado son de dos tipos: 

Dispositivos de ayuda al guiado, que informan al conductor de posibles desviaciones mediante un sistema de luces, de manera que el conductor pueda corregir manualmente su posición.



Dispositivos de guiado automático, que asumen el control total de la máquina y el agricultor/a no interviene en la conducción, pudiéndose centrar en otras tareas. (Pérez et al, 2015, p.46)

Sistema de ayuda al guiado El creciente desarrollo de los receptores GPS ha posibilitado la expansión de estos sistemas y su buena recepción por parte de los agricultores. Los sistemas más conocidos son la Barra de luces y el sistema Parallel Tracking. Estos sistemas tienen en común la flexibilidad de comunicarse con otros instrumentos de medidas como son monitores de rendimientos o los controladores. Las dimensiones de estos sistemas hacen que sean muy manejables, pudiéndose montar tanto en el salpicadero como en la parte superior

del cristal frontal. Suelen incluir un receptor GPS, una antena, y en algunos casos un microprocesador que registra las pasadas para reproducirlas de un año a otro. Constan de un monitor que es programado con la distancia entre líneas que se desea mantener, y la línea original de partida. Con estos datos el procesador genera todas las líneas paralelas restantes y compara la situación instantánea del vehículo con la línea más cercana. Una barra horizontal de luces va mostrando el error en la posición de la máquina actual respecto a la línea en que teóricamente debería encontrarse. La luz roja indica posición errónea y a medida que se corrige se vuelve verde. (Pérez et al, 2015, p.46) Guiado automático Los equipos de guiado automático pueden funcionar en modo ayuda al guiado o guiado automático, que es cuando despliegan su verdadero potencial. Constan de un procesador que recibe la información de los sensores, realiza los cálculos y establece las correcciones, una pantalla donde se visualiza la información y se introducen los parámetros de configuración, y un localizador GPS para conocer la ubicación de la máquina. El procedimiento para establecer la trayectoria que se debe seguir es similar al de los sistemas de ayuda al guiado. Primero se guía manualmente el tractor hasta una posición próxima al inicio de la pasada y una vez ahí se entrega el control al sistema pulsando la tecla correspondiente. En

cualquier momento el/la tractorista puede volver a tomar el control con sólo realizar un movimiento del volante. Una barra de luces o un dibujo sobre la pantalla dan idea en cada momento de la desviación sobre la trayectoria prevista. Al llegar al final del pase, el tractorista debe volver a tomar de nuevo el volante para efectuar la maniobra de aproximación al pase siguiente. Los sistemas de guiado automático, además de indicar el error relativo, actúan automáticamente sobre la dirección del vehículo sin necesidad de intervención por parte del operario. Existen modelos que intervienen sobre el volante y otros, más precisos y robustos, que intervienen sobre el sistema hidráulico de la dirección. (Pérez et al, 2015, p.47) Barreras para la Utilización de SIG en la Agricultura de Precisión 

La inversión inicial en equipos hardware y software es percibida por los agricultores como alta, ya que los beneficios pueden no ser tan evidentes a simple vista.



La falta de usabilidad de las interfaces tecnológicas y el bajo nivel de informalización del sector.



Existe un bajo nivel de formación e información de los agricultores, que en ocasiones desconocen las implicaciones y beneficios que la agricultura de precisión puede aportarles. (García y Flego, 2010)

Ahorro y Eficiencia Energética en la AP La agricultura de precisión (AP) puede ayudar al agricultor a conseguir una mayor eficiencia productiva, a la vez que a reducir el impacto

medioambiental. No se debe juzgar la utilidad de la AP solo en términos de “reducción de costes”: puede proporcionar ventajas en cuanto a un mayor control de maquinaria-insumos, o mejor gestión de la información. El aumento de la rentabilidad agraria que se puede conseguir usando AP incluye en factores fáciles de medir (mayor producción superficial en ciertas zonas) y otros difícilmente cuantificables (menor repercusión en el ecosistema, mejora del confort del operario, mayor información de las condiciones del suelo/cultivo, etc.). (Navas Gracia, Luis Manuel, 2010) El uso de sistemas de ayuda al guiado permite reducir el tiempo de trabajo, con el consiguiente ahorro de gasóleo. Estrategias de control de tráfico en las parcelas (control de rodada) automatizadas mediante GPS o RTK permiten ahorros sustanciales en laboreo y, por tanto, en gasóleo. La creación de mapas del punto de funcionamiento del motor (régimen de giro, par) durante su trabajo en parcela permite optimizar el trabajo, disminuyendo también el consumo de combustible. (Navas Gracia, Luis Manuel, 2010) La aplicación variable de herbicida resultara muy ventajosa frente a la dosificación uniforme tradicional si podemos permitirnos reducir la dosis en ciertas áreas de la parcela (o aplicar solo allí donde hay rodales); es decir, si tenemos claro que habitualmente estamos aplicando en exceso, al menos en ciertas áreas.

En el caso de abonado, la conclusión no es tan clara. En ocasiones, lo que aportaremos de menos con respecto a la aplicación uniforme en unas zonas puede verse compensado por lo que aplicaremos de más en las otras. Los recientes sensores que estiman las características del suelo proporcionan herramientas para controlar con precisión y monitorizar sobre la marcha las variaciones de parámetros relacionados con la fertilidad. (Navas Gracia, Luis Manuel, 2010) Mapa de rendimiento Juan Agüera Vega y Manuel Pérez Ruiz en La revista del Ministerio de Medio Ambiente (2013) mencionan que la creación de una base de datos de cada parcela es una herramienta fundamental para optimizar la toma de decisiones en un sistema productivo agrícola. Estos datos generan capas de información tales como, propiedades químicas de los suelos, compactación, plagas y enfermedades, humedad, conductividad eléctrica, etc., y posteriormente serán utilizadas para la adecuada interpretación de la variabilidad espacial y temporal de los rendimientos. Mapeo del consumo de combustible Por otra parte, los espectaculares avances que se han producido en los últimos años en los campos de la electrónica y las tecnologías de la información han simplificado la adquisición de datos relativos a los parámetros de funcionamiento de los tractores en el desempeño de sus

labores en campo. El sector muestra un interés creciente en la integración de esta información con los sistemas de posicionamiento global diferencial (DGPS). Así, Yahya y colaboradores (2009), proponen un sistema integral capaz de medir, mostrar y almacenar, en tiempo real, entre otros parámetros, las velocidades real y teórica de avance, el deslizamiento de las ruedas, la fuerza de tiro, el par en la toma de fuerza, fuerzas en el enganche a los tres puntos y el consumo de combustible (Figura 22). Adicionalmente el sistema es capaz de identificar, mostrar en tiempo real y almacenar las coordenadas de localización (°N,E o UTM) del conjunto tractor-implemento en el campo relacionándola con el conjunto de medidas antes mencionadas. Los mapas de variabilidad espacial de estas variables se obtienen fácilmente con un procesado posterior de los datos con cualquier programa comercial de GIS. Este procedimiento supone una evolución notable en la forma de pensar, ya que hasta el momento sólo se consideraban los

aspectos de la parcela (compactación, humedad, fertilidad, productividad superficial, …) como aspectos susceptibles de ser

evaluados

espacial

(a

nivel

subparcelario)

y

temporalmente (a lo largo de las distintas campañas). El hecho de incorporar información relativa a los tractores/máquinas e implementos puede ser vital para establecer las consecuencias sostenidas de este tipo de labor, y por tanto para elaborar estrategias medioambientalmente sostenibles: reducir la erosión y el consumo energético. (Yahya y colaboradores, 2009). Figura 7. Esquema de los sensores distribuidos en el tractor para la medida de los diferentes parámetros de funcionamiento durante la realización de una labor de arada con discos, y del sistema DGPS.

Ahorro de herbicidas Un aspecto fundamental de la agricultura de precisión es el ajuste de insumos a las necesidades reales del cultivo. En este sentido, se han realizado varios estudios cuyos resultados ponen de manifiesto importantes reducciones de la cantidad de herbicida empleado con respecto a las aplicaciones tradicionales. Otros enfoques en el marco de la agricultura de precisión consistirían en aplicar herbicidas en base a umbrales de riesgo o en el ajuste de las dosis y materias activas a las especies arvenses y densidades presentes. Estos enfoques supondrían un gran ahorro, estimándose una disminución en el

uso de herbicidas en torno al 50% en un plazo de 4 a 6 años. (Yahya y colaboradores, 2009). 3.4.

Tendencias 3.4.1. Tecnologías que están cambiando la Agricultura 3.4.1.1.Sensores remotos (teledetección) La teledetección se está convirtiendo en una herramienta habitual y básica en agricultura. Los sensores remotos se utilizan para monitorear cultivos y ganado. Los granjeros pueden saber las condiciones actuales del cultivo, si necesita agua, si están infectadas por plagas, si hacen faltan fertilizantes y si hay cualquier otro punto de estrés que el cultivo puede estar afrontando. Esto ayuda a que el agricultor pueda actuar con precisión – ya que el problema principal se ha identificado y ha convertido la gestión de la granja en una tarea fácil. 3.4.1.2.Robots agrícolas Los robots agrícolas tienen un potencial enorme para cambiar el sector. El uso de robots para procesar, plantar y recolectar granos ha hecho el proceso más eficiente y más fácil de llevar a cabo. Estos robots son eficientes tanto a gran cómo pequeña escala, haciéndolos ideales para alimentar un mundo con la población en aumento. Aún más, los robots son críticos para monitorear la salud de las plantas y el crecimiento de los cultivos. Hay esfuerzos en marcha para utilizar robots más pequeños para el mismo propósito, seguir las granjas y monitorear los cultivos.

3.4.1.3.Drones El uso de drones en actividades agrícolas sin duda, ha aumentado. Los drones, también conocidos como “vehículos aéreos no tripulados”, se pueden usar para una gran variedad de tareas agrícolas. Aseguran la reducción de costes de la granja mientras que maximizan la eficiencia y la productividad. Uno de los principales usos de los drones es el análisis del suelo. Los drones toman fotografías aéreas en 3-D del suelo para determinar la humedad y los niveles de nutrientes. Las imágenes también pueden mostrar el desarrollo y crecimiento de las plantas en el campo. Además, se pueden usar los drones para fumigación de cultivos, monitoreo de cultivos y siembra. También se pueden usar para riego, o para aplicar fertilizantes, pesticidas, insecticidas y herbicidas. 3.4.1.4.Cultivos Verticales El aumento de la población ha hecho que sea difícil encontrar espacio suficiente para cultivar alimentos. Hay un montón de espacio sin usar en muchos países, pero no son idóneos para la agricultura. Por lo tanto, las tierras cultivables escasean. La agricultura vertical es una forma de crear más espacio para la agricultura. Es un método común en Japón, un país pequeño. Allí, los cultivos se cultivan en edificios de varios pisos o en rascacielos con iluminación artificial o, incluso, en invernaderos verticales. Se espera que esta tendencia ya que la urbanización

y

la

población

mundial

continúan

aumentando

exponencialmente. 3.4.1.5.Datos para la gente Existe una gran cantidad de hardware y software de vanguardia e incluso servicios de asesoría en línea para agricultores y organizaciones agrícolas de todo el mundo. Solo con usar su teléfono o su tableta, el agricultor tiene acceso a datos muy útiles incluso históricos o pronósticos. Los patrones climáticos, el rendimiento de cultivos y las condiciones de crecimiento son algunos de los conjuntos de datos que pueden consultar. Estos conjuntos de datos aportan eficiencia y precisión en las actividades agrícolas. (Precision Agriculture,2017)

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

La agricultura de precisión es, quizá, el pilar más importante de la agricultura sostenible. Se hace imprescindible adoptar estos nuevos modelos productivos, para poder garantizar una producción agrícola suficiente.

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La agricultura de precisión es, quizá, el pilar más importante de la agricultura sostenible. Se hace imprescindible adoptar estos nuevos modelos productivos, para poder garantizar una producción agrícola suficiente.

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Se promocione e implemente la tecnología en el país.

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Capacitar a los agricultores en la agricultura de precisión para en un futuro tener una agricultura sofisticación.

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La universidad adquiera tractores sofisticados en la nueva tecnología.

BIBLIOGRAFIA  Agüera Vega, J., & Pérez Ruiz, M. (2013). Agricultura de precisión hacia la integración de datos espaciales en la producción agraria. Ambienta: La revista del Ministerio de Medio Ambiente, 2013(105), 12-27. Revisado: 28-12-2018.  AZMI YAHYA, ZOHADIE, M., KHEIRALLA, A.F. GIEW, S.K. y BOON, N.E. “Mapping system for tractor-implement performance”. Computers and electronics in agriculture. 2009 69: 2-11. 2009. Revisado: 28-12-2018.  Chartuni, Marcal & Ruz. (2007). Agricultura de Precisión Nuevas herramientas para mejorar la gestión tecnológica en la empresa agropecuaria. Brasil. Edición Nº1. Revisado: 28-12-2018.

 García, E., & Flego, F. (2008). Agricultura de precisión. Revista Ciencia y Tecnología. Recuperado de http://www. palermo. edu/ingenier ia/C iencia_y_t ecnolog ia/ciencia_y_tecno_8. html. Revisado: 28-12-2018.  Gil, E. (2010). Situación actual y posibilidades de la Agricultura de Precisión. Revisado: 28-12-2018.  Memoria, I. D. A. E. (2007). Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía. Revisado: 28-12-2018.  INIA.(2011). HANDBOOCK, Agricultura de presicion. Chillán. Chile. Revisado: 28-12-2018.  Marote, M (2010). Agricultura de Precisión. Buenos Aires. Revisado: 2812-2018.

 Marote, M. L. (2010). Agricultura de precisión. Ciencia y tecnología, 10, 151. Revisado: 28-12-2018.  Pérez M, Quebrajo L, Martínez J & Agüera J. (2005). Introducción a la agricultura de precisión en el valle de Guadaquivir, Campiña: G.D.R. Revisado: 28-12-2018.  Precision Agriculture. 10 tecnologías que Están Cambiando la Agricultura.

Recuperado

de

https://precisionagricultu.re/es/10-

tecnologias-que-estan-cambiando-la-agricultura/. Revisado: 28-12-2018. ANEXOS

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