Medir ‘al ojo’ no vale en la agricultura. Por lo menos, no en la agricultura de hoy en día. Quizás antes sí, pero hoy no. Ni siquiera si se hace el experimento con dos personas equipadas con un metro y se les dice que midan las alturas de los árboles de una hilera, se tendría el mismo dato. No, porque puede que una mida unos cuantos árboles que sean representativos de ese campo, mientras que la otra mida todos para luego hacer la media. De esta forma, habrá problemas. Sin embargo, con un sensor equipado en una plataforma se puede conocer de forma precisa y objetiva la altura de la vegetación cada diez centímetros, información con la cual es posible hacer un tratamiento estadístico y decir, por ejemplo, la media de los árboles es 2,54 metros o conocer con exactitud en qué zona de la hilera están los árboles más grandes. Ese sí es un dato objetivo, que le servirá al agricultor para tomar una primera decisión, sobre, por ejemplo, cuánta cantidad de producto fitosanitario debe aplicar sobre su cultivo.

El sensor lo que hace es entregar una medida objetiva, repetible y cuantificada. Y eso es algo que una persona no puede realizar. Se trata de un trabajo de precisión que, en la Universidad de Lleida (UdL), en Cataluña, España, vienen desarrollando desde hace más de una década. Una técnica que no se desarrolló pensando en la agricultura, ya que los sensores LIDAR (Light Detection and Ranging) fueron creados para su aplicación en la industria militar. Sin embargo, con el tiempo se han ido descubriendo ‘nuevos’ usos. Uno de ellos en la industria agrícola.

UNA NUBE DE PUNTOS QUE SE TRANSFORMA EN DATOS REALES

Entender cómo funcionan estos sensores es sencillo porque emiten un pulso de luz láser que, contando el tiempo desde que se emite hasta que se recibe un rebote a cualquier objeto, es posible calcular la distancia que hay entre ellos. El sensor con el que trabajan en el Departamento de Ingeniería Agroforestal de la UdL puede aportar datos hasta 30 metros de distancia. Para conseguirlo, los expertos lo acoplaron inicialmente a la parte trasera de un tractor que se desplazaba por la entre hilera a una velocidad de no más de 5 km/h. Actualmente, el sistema puede acoplarse a cualquier vehículo de campo e incluso a un robot que están diseñando. “El sensor escanea en 270º y cada cuarto de grado da un punto. Es decir, tenemos datos de 1.081 puntos por cada escaneo y un escaneo cada 3 o 4 cm a lo largo de la hilera”, explica Àlex Escolà, profesor e investigador del Grupo de Investigación en AgróTICa y Agricultura de Precisión, del Departamento de Ingeniería Agroforestal, de la UdL-Agrotecnio Center. A través de un escaneo de este tipo, los especialistas de la UdL tienen el perfil de los árboles por ambos lados de la entre hilera. “Tenemos una nube de puntos que, a través de un algoritmo matemático podemos convertirlos en alturas, anchuras, porosidad o índice de superficie foliar y ver cómo van evolucionando”, precisa. Y en agricultura, la información sobre las características geométricas y estructurales (altura, anchura, volumen, superficie foliar…) de las plantaciones, tiene innumerables aplicaciones en el manejo de un cultivo. “Si un agricultor conoce las características geométricas de su huerto, puede optimizar las tareas, por ejemplo de aplicación de productos fitosanitarios, riego o fertilización”, añade el experto.

Y en esa nube están situados todos los puntos en coordenadas absolutas. Sin embargo, esa nube de puntos al agricultor no le sirve de nada. Por ello, los especialistas de la UdL lo que hacen es calcular el volumen, altura, ancho o porosidad de la vegetación, por ejemplo. “Podemos crear un mapa y decir al agricultor cuál es la zona del campo donde, por ejemplo, tiene los árboles más grandes, medianos y pequeños. Eso, el agricultor lo puede ver si es que su finca no tiene mucha superficie. Pero cuando hablamos de muchas hectáreas, es casi imposible verlo sin perder mucho tiempo ni jornales de trabajo. En caso de que lo pueda ver, ¿lo podrá cuantificar? Es decir, ¿cuánto más grande pueden ser unos de otros? No, eso no lo puede hacer. Con esta herramienta sí porque es una medición objetiva, rápida y repetible”, explica Escolà.

Además, si esta medida se puede hacer en fechas diferentes, se puede calcular el volumen de la vegetación y su distribución espacial. Así, la próxima vez que se realice la medición, se podrá tener la evolución del crecimiento de los árboles. Para conocerla de mejor manera, eso dependerá de cuán rápido crezca la vegetación de un tipo de árbol u otro. “La idea de esto es que el agricultor puede saber cómo es el estado de la vegetación de su campo y, si se tienen varios mapas, se puede ir conociendo el crecimiento de la vegetación para saber si es igual en todo el huerto o si existen zonas con crecimiento distinto”, remarca.
Y esos son datos interesantes, porque los especialistas, tras analizar la información obtenida, le podrán decir a un agricultor, por ejemplo, si su campo es uniforme o no. “Será el propio agricultor quien debe continuar con el trabajo de averiguar por qué su campo no es uniforme”, puntualiza. Y ahí es donde pueden entrar en juego otras herramientas de agricultura de precisión como los sensores Veris, que miden la conductividad eléctrica o el pH del suelo (ver recuadro) para saber qué es lo que pasa en el campo y, si es que hay árboles que crecen menos que otros, ¿se puede hacer algo para crezcan igual? Esas son cuestiones de manejo agronómico que debiera barajar el propio agricultor.

EL RETO, UNA APLICACIÓN DIFERENCIADA DE FITOSANITARIOS

Así, si el agricultor debe hacer una aplicación de productos fitosanitarios, ¿necesitarán una dosis más alta aquellos árboles que tienen más vegetación que los árboles que tienen menos y son más pequeños? “Si el agricultor tiene un mapa de vegetación y ve que hay una variabilidad importante se podría plantear si la aplicación de fitosanitarios debe ser uniforme o no. Esto es, si la variabilidad es alta y está estructurada, el agricultor podría pensar en hacer aplicaciones variables. Hace unos años la UdL en conjunto con el Centro de Mecanización Agraria (CMA) de la Generalitat de Catalunya diseñaron un pulverizador que estaba dotado de sensores ultrasonidos o bien LIDAR y, a medida que se iban recogiendo datos, iba pulverizando mediante una serie de electroválvulas, midiendo y ajustando el caudal de manera continua cada 10 centímetros de avance. Hoy en día no hay ninguna máquina comercial que haga esto, pero si el agricultor ve que es una necesidad y comienza a demandar algo así, no es raro que en futuro existan. El asunto es trascendental si se trata de ahorrar producto, ya que en los ensayos realizados en la UdL han conseguido ahorros de hasta el 30% en la aplicación de fitosanitarios, dependiendo del huero analizado.

“Lo más importante es que hemos podido demostrar que hay variabilidad en una finca, independientemente de qué cultivo se trate. Y que esta variabilidad se puede medir y que después se puede decidir si es que vale la pena continuar haciendo un manejo uniforme o bien si interesa hacerlo variable”, explica el especialista de la UdL y cuenta que han trabajado en cultivos como los olivos, frutales (manzana y durazno) y viñedo.
Uno de los ensayos lo realizaron en una finca de olivos súper intensivos, donde realizaron tres mediciones en una campaña: después de la poda de invierno, otra cuando la vegetación se comenzaba a desarrollar y comenzaba a salir el fruto y una tercera al final de la temporada.

AFINANDO LA PODA

En manzano y peral han realizado mediciones cuando han caído las hojas para ver cómo es la estructura de los árboles y, el agricultor en base a esos datos, pueda decidir si se debe podar más o menos. “Tenemos una publicación donde medimos los árboles antes y después de la poda y la idea era ver si el sensor era capaz de detectar las diferencia. Y sí, es capaz”, subraya. La poda no es un asunto que puede pasar indiferente, ya que todos los años una cuadrilla de expertos se encarga de esa operación. “Sin embargo, el agricultor no sabe cuánto han podado. Se podría saber si se pesaran las ramas que han podado, pero eso no se hace”, explica. Por lo tanto, nunca se sabe si han podado mucho o poco. “Alguien podrá decir ‘este año han podado mucho’. Sí, pero cuánto es ese mucho, porque eso es algo que tiene un efecto importante en la producción del año siguiente”, añade.

Y eso es algo que interesa a los especialistas del Departamento de Fruticultura de la UdL, es decir, conocer cuál es el índice de poda. Y lo mejor es que se puede hacer de una manera fácil. “Hasta ahora eso no se podía realizar fácilmente porque habría que guardar la madera de cada árbol y pesarla, pero si se puede pasar con un sensor que escanee antes y después e incluso que pudiese hacer comparativas con la campaña anterior, para ver qué es lo que ha pasado, sería una herramienta muy útil”, subraya Escolà.

El índice de porosidad de la vegetación es otro de los usos de esta técnica, un trabajo que fue demandado por el Departamento de Fruticultura. “Eso tiene que ver con la captura de luz y si hay unas copas de árboles bien manejadas, podrían ser favorables para una mejor producción de fruta. ¿Cómo se debe gestionar? Se puede hacer a ojo o se puede tener un parámetro objetivo. Por ejemplo el deshojado se hace en la viña para airear la uva o el racimo e incluso para evitar enfermedades de hongos. Si cuantificamos que hay mucha densidad de hoja en un sector de la finca y poca en otro, el agricultor podrá tomar la decisión de que se deshoje con más precisión aquella zona donde hay más vegetación siempre que así lo indiquen las condiciones meteorológicas”, explica. Incluso hay un grupo de investigación en Alemania que está trabajando con las flores de los árboles frutales. Ellos han diseñado un sistema para detectar la flor y, si es necesario, realizar un aclareo. Se trata de un sistema de medición, de decisión y de actuación en tiempo real.

Tras varios años trabajando en esta línea, los expertos en fruticultura de la UdL son claros en señalar a sus colegas de AgrótTICa que esta técnica puede tener mucho futuro en la industria agrícola. Sin embargo, Escolà añade que aún deben afinar el sistema, porque aún se trata de un modelo experimental. “Nuestra intención es que el sistema sea como una ‘caja negra’, que el agricultor la ponga en el tractor y mientras va aplicando, por ejemplo, un producto fitosanitario, vaya recogiendo mediciones sin necesidad de que el agricultor u operario haga un trabajo extra. Luego, esos datos se volcarían en el computador para crear un mapa, por ejemplo, de volumen”, explica Escolà

¿Qué falta para pulir el sistema? “Automatizar el proceso completamente. Es decir, hacer que esta ‘caja negra’ funcione sola y que vaya recogiendo datos de manera automática y que posteriormente se analizen sin la intervención del agricultor, y eso es algo complicado de lograr, pero estamos en esa dirección”, finaliza.

El suelo y la cosecha también importan

Conocer qué ocurre en el suelo de una finca también es trascendental para conseguir los mejores rendimientos productivos. Incluso hoy sigue siendo habitual tomar una o dos muestras por hectárea, que son llevadas a un laboratorio que las analiza y, con esos datos en la mano, el agricultor puede tomar una decisión. Sin embargo, en la UdL trabajan con una herramienta que es capaz de tomar unas 500 muestras de suelo por hectárea. “Es menos costoso y le da al agricultor mucha más resolución espacial. Así, éste puede saber con más exactitud cuál es la variabilidad que hay en el campo”, precisa Escolà.

– ¿El agricultor es consciente de que la agricultura de precisión le puede ayudar a hacer un mejor manejo?

– Cada vez más a los agricultores les va sonando esto de la agricultura de precisión. Hoy existe mucha más información que hace diez o veinte años atrás. Los agricultores saben que hay herramientas que pueden ayudarle, pero claro, es diferente sentirlo que aplicarlo en el campo. Entonces, es muy importante que haya agricultores a quienes se les pueda ir acompañando y hacer con ellos aplicaciones, y que estas aplicaciones y demostraciones sean positivas. Y así él las podrá encontrar interesante para su cultivo, cualquiera que este sea.

– Hoy, aún más en agricultura extensiva, hay máquinas como la que han desarrollado ustedes, que mide la conductividad eléctrica, del pH, materia orgánica y las malas hierbas; pero, ¿son conocidas por los agricultores?

– Algunas sí, pero otras no. Y cuando lo escuchan dicen que podría ser interesante. Hay algunos agricultores de cultivos extensivos que tienen la inquietud de ensayar con la maquinaria. Qué fue lo primero que hicimos, pasarla para ver si el terreno era uniforme o no. Si los rendimientos productivos no son uniformes, podemos saber por qué, si es por una cuestión del suelo o bien por algún manejo. Aquí en España, cuando se cosecha, por ejemplo, el maíz o cebada, los agricultores contratan a una empresa que hace la recolección con grandes máquinas, y en muchas de ellas se puede hacer un mapa de cosecha, gracias a un equipo de GPS y a un monitor y sensores que van en la cosechadora. Así, se puede saber cuántos kilos de grano se han cosechado en cada coordenada de GPS. Eso se hace y el agricultor puede saber si los kilos de grano son iguales en todo el campo o si es que hay zonas de este que producen de diferente forma.

– ¿Esos mapas están a disposición de los agricultores?

– Sí, los mapas de producción son comerciales. Aquí lo hacen empresas de servicios. Yo pensaba que era un tema que estaba más extendido, pero como los agricultores no lo demandan, las empresas no ofrecen este servicio. Pero se puede encargar. La empresa entrega un mapa que es fácil de interpretar para el agricultor. No sé si un mapa de la conductividad eléctrica del suelo sea de fácil comprensión para ellos. Sin embargo, un mapa de los kilos de maíz o cebada que produce su campo, eso sí que lo entiende perfectamente. Y le interesa. Si él ve que hay una zona de su campo que produce el doble que otra, ¿por qué pasa eso? Y ahí es donde pueden entrar en juego otras herramientas de precisión.

– ¿Qué se puede hacer?

– Por ejemplo, podría fertilizar mejor. Pero si el suelo es poco profundo, el agricultor poca cosa puede hacer. Si es un tema de riego, hoy con los pivotes se puede hacer un riego más específico. El mapa de cosecha da información del cultivo, de si ha habido incidencia de plagas, de cómo han sido las precipitaciones, de si el suelo es variable o no; pero el agricultor no sabe si el suelo es la única explicación de ello. Entonces, nos podemos preguntar, ¿la variabilidad de la cosecha es la misma que la del suelo? Pero claro, no es solo la variabilidad del suelo, sino que puede haber otros parámetros implicados. Cuando se tiene un mapa de cosecha y un mapa del suelo, se tiene una variabilidad y sabemos qué variabilidad es la que aporta el suelo. El agricultor puede decidir hacer alguna actuación en el suelo para así mejorar el mapa de cosecha o si se ha comprobado que el suelo es un factor limitante, el agricultor deberá trabajar con diferentes soluciones de manejo más eficientes.

– ¿Los mapas de cosechas también se pueden hacer en frutales?

– Cuando la recolección es manual, hay grupos de investigación que están intentando referenciar por GPS cada bin de fruta e intentar hacer una estimación si la producción es uniforme o no. Si se utilizan plataformas para facilitar la recolección, se pueden colocar sensores en las plataformas, por ejemplo, una célula de carga para saber en cuántos kilos se van incrementando. Aún no hay un sistema comercial de eso y estaría bien que lo hubiese porque sería una manera rápida de convencer a los agricultores.

El lujo de tener imágenes satelitales todas las semanas…¡y gratis!

En agricultura de precisión se trabaja mucho también con imágenes satelitales. Y en la UdL también han explotado esta área en sus investigaciones. Hoy trabajan con uno de los satélites Sentinel, del programa europeo Copérnico, un ambicioso proyecto de observación de la Tierra con el que Europa quiere invadir el planeta de datos de distribución gratuita, para vigilar océanos, ríos, glaciares… Para mejorar la gestión del medio ambiente. Y claro, también el satélite Sentinel-2A toma imágenes de la agricultura. Así, cada semana o diez días entrega una foto de un lugar de la tierra, que puede ser también de campos de Lleida, por ejemplo.

El satélite entrega imágenes en RGB, infrarojo y otras bandas. “Con ellas se puede calcular el índice de vegetación. Es decir, cada semana se tiene información de la evolución del vigor de las plantas”, precisa Escolà. Se espera que en 2017 el programa Copérnico lance al espacio un nuevo satélite, el Sentinel-2B, de forma que el tiempo entre toma y toma de imagen se reduciría con dos satélites en órbita. “Aquí en Lleida tenemos el problema de la niebla, y puede que el satélite tome la foto justo un día con niebla y no se verá nada. Pero aparte de eso, tener datos como estos cada semana, es un lujo, porque así el agricultor puede ver cómo va evolucionando su cultivo a lo largo de la temporada. Y ver, por ejemplo, cómo cambia el vigor de su cultivo en varias temporadas”, explica. Un aspecto positivo es que es un servicio gratuito. “Ya no se pagarán 2,000 o 3,000 euros por cada foto, como se hacía hasta hace poco. El otro ‘pero’ es que la medida del píxel es 10 metros (10×10), pero sin duda es una herramienta útil para quienes nos dedicamos a la actividad agrícola en general”, añade.