Cada vez más escuchamos hablar del uso de drones en la agricultura. ¿Serán estas herramientas innovadoras la respuesta a las nuevas necesidades de las empresas agrícolas? De un salto hacia el futuro junto a nosotros y descubra cuándo puede resultar útil utilizarlas.

Es una mañana fresca de un verano tórrido del corn belt estadounidense cuando John, tomando un sorbo de café, se asoma al porche de su casa para observar el cielo. Poco después ve Thoroughbred, el aeromóvil que, en vuelo casi bajo, vigila los cultivos: una extensión de maíz y soja que se suceden casi ininterrumpidamente por kilómetros.

El aeromóvil es un dron volador autónomo, equipado con cámaras hiperespectrales, NDVI y algunos sensores experimentales, incluidos escáneres láser miniaturizados. Thoroughbred realiza un vuelo a la semana en el terreno del Consorcio, constituido en 2022, del que forma parte la empresa de John: 25 mil hectáreas a monitorizar para identificar los brotes de Diabrotica barberi en el maíz, la presencia de Halyomorpha halys, el nefasto bicho asiático , en la soja. Además de esto, el dron también verifica las necesidades de agua de los cultivos, para asegurarse de que las actividades establecidas para el ahorro de agua en la agricultura sean las correctas.

Llega una alarma diabrótica al Data Center: el dron, que realiza un análisis inicial de los datos, ha identificado una anomalía y, gracias a un software específico, comunica las coordenadas y la información detectada vía radio. Los datos, claros y esenciales, se transmiten automáticamente a la empresa agrícola que gestiona el lote, al mismo tiempo que el operador del consorcio comienza a examinarlos.

John recibe el mensaje y la aplicación de su PDA geolocaliza instantáneamente la posición en el mapa de su granja. Esta alarma para John no es una sorpresa: de hecho, no había comunicado al Consorcio la intervención realizada el día anterior cuando, para albergar la nueva bomba de riego, había cortado unos metros cuadrados de maíz. Complacido, observa al PDA pensando en la notable precisión con que Thoroughbred y sus complicadas herramientas habían reaccionado ante una pequeña anomalía. La decisión de incorporarse al Consorcio estaba resultando acertada: el coste fue ampliamente compensado por los ahorros obtenidos en el uso de fitofármacos. Ahora, sin embargo, tenía que avisar al Data Center antes de que los técnicos enviaran el Mule, como familiarmente llamaban al dron hexacóptero con conducción programada utilizado en tratamientos localizados en cultivos. Las plantas de maíz esparcidas por el suelo en un área delimitada hubieran sido en todos los casos, excepto en este, un signo inequívoco de la voracidad de las larvas de este pérfido escarabajo.

Después de un vuelo de dos horas, Thoroughbred aterriza a unos 3 km de la compañía de John, en una pista especial, donde los trabajadores reemplazan las baterías y recuperan los datos almacenados durante el vuelo para su procesamiento final. Después de treinta minutos, el dron despega nuevamente.

Funcionará así o, al menos, sería bueno si pudiera funcionar así. Para que la imagen futurista de la agricultura de precisión basada en el uso de drones se convierta en realidad, se deben cumplir ciertas condiciones. Primero, debemos pensar en su utilidad.

DRONES EN AGRICULTURA: UTILIDAD

Si y en la medida en que los drones puedan proporcionar un servicio útil, habrá una evolución en su uso en la agricultura. Para que el servicio sea útil es necesario que la información proporcionada por el dron no fuera previamente conocida o detectable o que esta información sea mucho más costosa de recopilar. Sin embargo, dado que el dron no es más que un medio de desplazamiento, como un Quad (utilizado a menudo en agricultura de precisión para realizar relieves) o un tractor, la verdadera evolución tecnológica tendrá que afectar a los sensores para relieves remotos, es decir, los ojos del dron. Los sensores que funcionan por contacto o a distancias muy cortas obviamente no son aplicables a los aeromóviles, pero pueden serlo, como de hecho, en segadora-trilladoras, otras cosechadoras, equipos específicos y máquinas hortícolas.

Si los sensores también se pueden aplicar a tractores y equipos, la ventaja que pueden ofrecer los drones en agricultura es que pueden operar por donde el tractor no puede pasar: con cultivos en marcha y ya desarrollados, como el maíz de la historia. En este caso, el uso del dron debe estar relacionado con la ventaja económica ofrecida, la cual depende del valor de la información proporcionada y del costo de su adquisición.

En el caso de cultivos extensivos caracterizados por bajos ingresos, la única forma de reducir costos es mejorar la eficiencia del servicio aumentando las áreas involucradas en la observación. Además, hoy en Italia, el uso de vehículos autónomos a baja altitud está de hecho excluido por ENAC, que requiere la presencia en tierra de un piloto dedicado (aunque solo sea por mero control). Esto reduce en gran medida los beneficios que se pueden obtener de una economía de escala, pero no los elimina por completo. La autonomía de los aeromóviles de rotor, a menudo limitada a unas pocas decenas de minutos de vuelo, es más problemática, incluso si los drones para la agricultura están "planeando" en el mercado con autonomías cercanas a una hora, aunque con bajos costos de compra.

En cuanto al valor de la información, puede ser suficiente para justificar su uso en el caso de parásitos alienígenas e invasores, como por ejemplo la diabrotica que, en la "versión" presente en Europa, Diabrotica virgifera, da preocupaciones casi equiparables a su primo americano.

Sin embargo, los drones en la agricultura podrían volverse más eficientes y más baratos en el futuro, volviéndose competitivos en comparación con los vehículos terrestres. Hoy en día, en muchos casos, el costo de la información proporcionada por los drones es de 2 a 6 veces mayor que la recuperada en tierra. Por otro lado, el tractor, para realizar las distintas operaciones, debe pasar por toda la superficie y, por tanto, el "coste de transporte" de los sensores ya es absorbido por la operación. El relevamiento de la información contextual a la realización de la operación (por ejemplo de deshierbe o tratamiento) puede ser menos preciso y, en consecuencia, el procesamiento de la información también lo sería. Este es un caso que ocurre cuando los sensores deben detectar un parámetro (presencia de vegetación para deshierbe o vigor del cultivo para fertilización) y las herramientas debe aplicar con Tasa Variable, es decir, distribuir más o menos ingrediente activo según la información leída unos momentos antes. Ser capaz de realizar estas operaciones de acuerdo con mapas de prescripción elaborados de manera reflexiva, sobre estudios de campo realizados previamente, puede proporcionar una enorme ventaja. Será cuestión de comprobar si el valor de esta ventaja puede cubrir los costes apropriadamente y si el medio más conveniente para hacerlo es un avion.

De hecho, hoy en día ya se dispone de información sobre el vigor de los cultivos determinados de acuerdo con los relieves satelitales (por ejemplo Sentinel-2; WorldView-2; Rapideye) que, si bien ofrecen una resolución más baja, tienen la gran ventaja de ser gratuitos o de costar unos centavos por hectárea.

DRONES EN AGRICULTURA: LOS SENSORES

En la actualidad, no hay muchos sensores útiles en agricultura que puedan operar a unas pocas decenas (o miles) de metros del sujeto y todos son atribuibles a lecturas de la reflectancia de longitudes de onda particulares que caracterizan la radiación solar. Algunos sensores miden las longitudes de onda de lo visible, otros seleccionan algunas longitudes de onda, otros trabajan en espectros fuera de lo visible, como los sensores multiespectrales. La historia del epígrafe menciona el sensor NDVI: el único actualmente aplicable (y ampliamente aplicado) con éxito en la agricultura. Esto proporciona una respuesta sobre el "vigor del cultivo" analizando la relación entre la reflectancia, es decir, las ondas electromagnéticas reflejadas por el cultivo, y la radiación incidente (solar) de determinadas longitudes de onda (infrarrojo cercano o NIR). Las longitudes de onda se eligen entre aquellas a las que reacciona la clorofila de forma que se detecte información sobre la actividad fotosintética. Cuando esta es alta (en proporción a la disponibilidad de luz) se asume que la planta está sana y colocada en las condiciones para vegetar, viceversa puede haber un problema. Las causas de una reducida actividad fotosintética pueden ser muchas: la más común en verano es la falta de agua que impide que la planta abra los estomas y recoja de la atmósfera el CO2 necesario para la fotosíntesis; o una falta de nitrógeno, que no permite el desarrollo de las enzimas necesarias para la fotosíntesis, o un ataque parasitario que altera todo el metabolismo de la planta.

Por lo tanto, el sensor es asistido por un algoritmo que traduce la información física (es decir, la relación entre la intensidad de la radiación solar reflejada y la incidente) en una unidad de información agronómica (es decir, un índice que expresa la diferencia en la capacidad de vegetar, adecuadamente normalizado, es decir, el NDVI).

En cambio, un segundo nivel de procesamiento debe interpretar estas unidades de información agronómica evaluando (o ayudando al agricultor a evaluar) las posibles causas de cualquier valor discordante. Para ciertos cultivos, al tener información sobre la tendencia estacional, sobre las técnicas de cultivo aplicadas y sobre las características del suelo, es posible rastrear el problema con cierta precisión. En los huertos de cítricos, el dron se utiliza para identificar plantas potencialmente afectadas por el virus de la tristeza (Citrus Tristezza Virus o CTV).

Los drones también podrían estar equipados con sensores que detecten la presencia de gases atmosféricos, partículas y aerosoles que, sin embargo, actualmente no se utilizan en la agricultura.

DRONES EN AGRICULTURA: LOS MULE

En memoria de Asimov, damos este nombre a aquellos drones multirotor que se pueden utilizar en la ejecución de operaciones agrícolas particulares, por ahora todos confinados a la distribución de productos fitosanitarios. Además, desde una perspectiva de agricultura sostenible, la mayoría de las aplicaciones se refieren a la distribución de productos biológicos o a la lucha biológica como hongos simbióticos o hiperparásitos (por ejemplo, Trichoderma), ácaros depredadores e insectos útiles. En estos últimos casos,se distribuyen los huevos del artrópodo, a veces protegidos por una cápsula de celulosa, como es el caso de Trichogramma brassicae, antagonista del barrenador del maíz.

Incluso la distribución de productos químicos sintéticos puede beneficiarse, pudiendo operar solo donde sea necesario (por ejemplo, una pequeña parte de la parcela), incluso con cultivos ya desarrollados. Además, los drones en agricultura pueden realizar el tratamiento necesario en toda la superficie, incluso cuando las lluvias u otros eventos meteorológicos desaconsejan o impiden el tránsito de tractores en el campo, y en terrenos muy escarpados (como los de la denominada viticultura heroica).

La capacidad de transporte y la autonomía siguen siendo reducidas, pero ya permiten, con vehículos habilitados para vuelos programados y la capacidad del tanque de líquido pulverizador de 2-3 litros, realizar el tratamiento en 4-5 hectáreas de viñedo en un día de trabajo.

Sin embargo, cabe señalar que el uso de drones en la distribución de productos fitosanitarios está por ahora sustancialmente prohibido por la legislación. De hecho, los drones se equiparan a los vehículos aéreos convencionales (helicóptero y avión) y, como tales, se basan en el artículo 13 del Decreto Legislativo 14.08.2012, n. 150 y art. 9 de la Directiva 2009/128 / EC, no se puede utilizar en la distribución de pesticidas en Italia y en otros países de la Comunidad Europea. Se pueden otorgar autorizaciones en derogación de la región para casos particulares individuales.

Sin embargo, los drones pueden distribuir productos que no están catalogados como pesticidas, como Trichogramma en cápsulas, realizar el lanzamiento de insectos útiles y la distribución de productos sobre los que se declara la posibilidad de distribución por vía aérea.

CONCLUSIONES

El futuro de la agricultura será sin duda el de la agricultura de precisión, pero no es tan seguro que el futuro de la agricultura de precisión se base en los drones. Esto no sucederá mientras operemos con quads o hexacópteros, con baja autonomía de vuelo, baja capacidad de carga, que operen sustancialmente controlados a distancia desde tierra, caracterizados por baja capacidad de trabajo y por tanto costosos.

Para que el dron juege un papel importante en la agricultura, debe suceder:

• una reducción de los costes de gestión de drones en comparación con los vehículos terrestres (alcanzable mejorando la autonomía, favoreciendo los drones voladores, adquiriendo la posibilidad de vuelo autónomo, creando consorcios de agricultores);
• una mejora de los drones operativos, es decir, los que realizan la intervención y esto presupone la disponibilidad de aeronaves con mayor sustentación, dispositivos de distribución más efectivos y ligeros, apoyo agronómico completo;
• una expansión del tipo de información detectable a distancia (y por lo tanto también desde el cielo);
• una mejora en la capacidad interpretativa de la información recopilada (es decir, la correlación entre la información física y los problemas agronómicos).

Esperamos que este artículo le haya sido útil para comprender mejor cómo se pueden usar los drones en la agricultura y cuándo es conveniente usarlos. Si tiene más preguntas específicas, ¡no dude en contactarnos! Uno de nuestros expertos de Forigo estará encantado de proporcionarle toda la información que necesite.