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Agricultura de Precisión y
Soluciones Tecnológicas
Alexandre Escolàaescola@eagrof.udl.cat
Agricultura de Precisión y soluciones tecnológicasForo Nacional de Desarrollo Rural – A. Escolà 20/2/2018 2
Contenidos Introducción a la Agricultura de Precisión
• Bases• Objetivos
Formas de practicar la Agricultura de Precisión Etapas del ciclo de la Agricultura de Precisión.
Ejemplos y aplicaciones Tendencias Conclusiones Desafíos
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Manejo agronómicoUniforme o específico?
Urgell – Pla d’Urgell - Noguera
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Manejo agronómicoDiferencias entre parcelas
Urgell – Pla d’Urgell - Noguera
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Manejo agronómicoDiferencias dentro de las parcelas
Urgell – Pla d’Urgell - Noguera
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Urgell – Pla d’Urgell - Noguera
Manejo agronómicoDiferencias dentro de las parcelas
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Manejo agronómico Diferencias dentro de las parcelasDiferencias en qué y por qué?• Relieve de la parcela• Parámetros del suelo: Profundidad, composición, fertilidad, etc.
• Parámetros del cultivo: Fertilidad, densidad, dimensiones, insolación, etc.
• Manejo: Sistema de riego, manejo diferenciado involuntario,
etc.• Incidencia de plagas y enfermedades• Etc.
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Diferencias dónde y cuándo?
• Variabilidad espacial a lo largo y ancho del campo
• Variabilidad temporal A lo largo de la campaña Entre campañas
Manejo agronómico Diferencias dentro de las parcelas
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Cómo determinar estas diferencias?• Observación y localización (georreferenciación)
A partir de observaciones visuales- Más laboriosa- Menos objetiva- Menos repetible- Más costosa?
A partir de sensores próximos y remotos- Más rápida- Más objetiva- Más repetible- Más costosa?
Manejo agronómico Diferencias dentro de las parcelas
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Agricultura de PrecisiónBases• Detectar y localizar la variabilidad ¿Dónde están las diferencias?
• Cuantificar y clasificar las diferencias ¿Son importantes?
¿Se pueden agrupar?
• Gestionar la variabilidad ¿Qué hago? ¿Cómo lo hago?
¿Dónde lo hago?
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Agricultura de PrecisiónBases - ¿Y cuál es la novedad?• Detectar y localizar la variabilidad
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Agricultura de PrecisiónBases - ¿Y cuál es la novedad?• Cuantificar y clasificar las diferencias• Gestionar la variabilidad
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Agricultura de PrecisiónBases - Evolución • Revolución industrial velocidad y uniformidad
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Agricultura de PrecisiónBases - Evolución • Revolución industrial campos mayores
Unidad de manejo = 100 ha!!
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Agricultura de PrecisiónBases - Evolución • Revolución industrial campos mayores
A veces sin respetar la variabilidad natural!1945 1997 2017
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Agricultura de PrecisiónBases - “Volver a los inicios”
Urgell – Pla d’Urgell - Noguera
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Agricultura de PrecisiónObjetivos
• Incrementar la producción (si es posible)- ∆ rendimiento- Estabilizar las producciones
• Incrementar el rendimiento o eficiencia- Usar más insumos en zonas “capaces”- Usar menos insumos en zonas “saturadas”- Utilizar técnicas de aplicación que distribuyan los
insumos de forma más eficaz y eficiente• Incrementar la calidad de les producciones• Minimizar el impacto ambiental de la agricultura
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Agricultura de PrecisiónEl ciclo
CICLO AP
ACTUACIÓN en CAMPO
Manejo específicoRiego
FertilizaciónProtección de
cultivos...
TOMA de DECISIONES
Oportunidad SSMZonificación
…
EXTRACCIÓN de INFORMACIÓN
AlmacenajeProcesadoMapeado
...
ADQUISICIÓNde DATOS
CultivoSuelo
TerrenoClima
...
Feed
back
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Agricultura de PrecisiónOpciones
2) Agricultura de precisión basadaen sensores y en tiempo real (sensor-based PA) No requiere geolocalización.
1) Agricultura de precisión basada en mapas digitales de información (map-based PA) Requiere geolocalización.
3) Fusión de les dos: AP basada en mapas y en sensores
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Agricultura de PrecisiónOpciones: basada en mapas
Días
dT = días, semanas, meses
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Agricultura de PrecisiónOpciones: basada en sensores en TR
ms!
dT = ms
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Agricultura de PrecisiónOpciones: fusión mapas y
sensores
Días
dT = días, semanas, meses
ms!
dT = ms
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Agricultura de Precisión “Hard”: Equipos High-Tech Poco uso de mano de obra Grandes superficies Programas bajo licencia (de pago) Procesos automatizados (tipo plug&play)
Agricultura de Precisión “Soft”: Equipos y soluciones Low-cost p. ej.: tel. móviles Requiere más mano de obra Superficies menores Programas libres Mayor necesidad de formación para decidir
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Agricultura de PrecisiónMás opciones
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Agricultura de PrecisiónEl ciclo
CICLO AP
ACTUACIÓN en CAMPO
Manejo específicoRiego
FertilizaciónProtección de
cultivos...
TOMA de DECISIONES
Oportunidad SSMZonificación
…
EXTRACCIÓN de INFORMACIÓN
AlmacenajeProcesadoMapeado
...
ADQUISICIÓNde DATOS
CultivoSuelo
TerrenoClima
...
Feed
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Adquisición de datosSistemas Satelitales de Navegación GlobalSSNG o GNSS
Años 70/80
Años 2000
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Adquisición de datosObservación visual georreferenciada
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Adquisición de datosObservación visual georreferenciadaAplicaciones• Determinación de niveles de estado o de incidencia
mediante escalas ordinales: Vigor del cultivo Dimensiones del cultivo Nivel de incidencia de plagas o enfermedades Nivel de incidencia de malas hierbas
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Adquisición de datosMedidas mediante sensores próximos
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• Mapeado de cosecha
Adquisición de datosMedidas mediante sensores próximos
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Longitud (º)o X (m)
Latitud (º)o Y (m)
Cosecha(kg)
X1 Y1 Lectura 1X2 Y2 Lectura 2X3 Y3 Lectura 3X4 Y4 Lectura 4X5 Y5 Lectura 5X6 Y6 Lectura 6X7 Y7 Lectura 7X8 Y8 Lectura 8X9 Y9 Lectura 9X10 Y10 Lectura 10X11 Y11 Lectura 11X12 Y12 Lectura 12... ... ...
Adquisición de datosMedidas mediante sensores próximos
Datos discretos de cosecha
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Adquisición de datosMedidas mediante sensores próximosAplicaciones• Determinación de índices de vegetación para conocer
el estado del cultivo. Por ejemplo: Vigor/fertilidad, Estado hídrico, Detección de
plagas y enfermedades, etc.• Determinación de parámetros del suelo. Por ejemplo :
Fertilidad, Contenido de humedad, Profundidad, Textura, etc.
• Determinación de parámetros másicos y geométricos del cultivo y de su entorno. Por ejemplo : Cosecha, Dimensiones y estructura del cultivo,
Modelo digital del terreno, etc.
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Adquisición de datosMedidas mediante sensores remotos
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Adquisición de datosMedidas mediante sensores remotosAplicaciones• Determinación de índices de vegetación para conocer
el estado del cultivo (satélite>avioneta>dron): Vigor/fertilidad Estado hídrico Detección de plagas y enfermedades
• Determinación de parámetros geométricos del cultivo y su entorno (dron y técnicas fotogramétricas): Dimensiones y estructura del cultivo Modelo digital del terreno
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• Misiones Sentinel – ESA (https://sentinel.esa.int)Sentinel-1: sensor radarAplicaciones de la polarimetría en:
• Agricultura: identificación del tipos de cultivo, monitorización del estado del cultivo, medida de la humedad del suelo a baja resolución.
Sentinel-2: sensor óptico13 bandas espectrales (R,G,B y NIR a 10m de resolución):
• Agricultura: índices de vigor de la vegetación cada 5 días!
Sentinel-3: sensor óptico, térmico y altimétricoColor, temperatura y altimetría pero con resoluciones espaciales más bajas (300-500 m).
Adquisición de datosMedidas mediante sensores remotos
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Agricultura de PrecisiónEl ciclo
CICLO AP
ACTUACIÓN en CAMPO
Manejo específicoRiego
FertilizaciónProtección de
cultivos...
TOMA de DECISIONES
Oportunidad SSMZonificación
…
EXTRACCIÓN de INFORMACIÓN
AlmacenajeProcesadoMapeado
...
ADQUISICIÓNde DATOS
CultivoSuelo
TerrenoClima
...
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•Técnicas geoestadísticasDatos interpolados continuos
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Extracción de informaciónProcesado de datos
Datos discretos de cosecha
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• Cultivo: Viña (Pinot noir)• Superficie: 5 ha• Cosecha: 51,5 toneladas• Prod. media: 10,30 t/ha
• Prod. mínima: 0,31 t/ha• Prod. máxima: 22,73 t/ha
ALTA VARIABILIDADArnó et al., 2005
•Técnicas geoestadísticasDatos interpolados continuos
37
Extracción de informaciónProcesado de datos
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•Técnicas geoestadísticasDatos interpolados continuos
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Zonificación
Extracción de informaciónProcesado de datos
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Extracción de informaciónCaracterización de plantaciones
Escolà et al. (2017, Precision Agriculture). DOI 10.1007/s11119-016-9474-5
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Extracción de informaciónCaracterización de plantaciones
Escolà et al. (2017, Precision Agriculture). DOI 10.1007/s11119-016-9474-5
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Soil pH
Extracción de informaciónGeneración de mapas de suelo
Muestreo sistemático
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• Mapeado de parámetros del suelo en continuo
www.veristech.com
Extracción de informaciónGeneración de mapas de suelo
Muestreocontinuo
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1997
Área salina no productiva
CEa del suelo
Camino
Movimientos de tierras
Balsa
• Mapa de CEa a partir de datos continuos
Extracción de informaciónGeneración de mapas de suelo
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Extracción de informaciónSensores remotos de cultivo• Mapeado de características del cultivo
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Agricultura de PrecisiónEl ciclo
CICLO AP
ACTUACIÓN en CAMPO
Manejo específicoRiego
FertilizaciónProtección de
cultivos...
TOMA de DECISIONES
Oportunidad SSMZonificación
…
EXTRACCIÓN de INFORMACIÓN
AlmacenajeProcesadoMapeado
...
ADQUISICIÓNde DATOS
CultivoSuelo
TerrenoClima
...
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Sistemas de Información Geográfica (SIG o GIS)
(Agelet-Fernández, 2007; Arnó et al., 2009)
Toma de decisionesAP basada en mapas
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Procesos geoestadísticos
Manejouniforme
2 zonas de manejo
3 zonas de manejo
Toma de decisionesAP basada en mapas
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Mapas de actuación o de prescripción
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Agricultura de PrecisiónEl ciclo
CICLO AP
ACTUACIÓN en CAMPO
Manejo específicoRiego
FertilizaciónProtección de
cultivos...
TOMA de DECISIONES
Oportunidad SSMZonificación
…
EXTRACCIÓN de INFORMACIÓN
AlmacenajeProcesadoMapeado
...
ADQUISICIÓNde DATOS
CultivoSuelo
TerrenoClima
...
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Agricultura de Precisión y soluciones tecnológicasForo Nacional de Desarrollo Rural – A. Escolà 20/2/2018
Posibilidades de manejo:
1. Manejo uniforme
2. Manejo por zonas
3. Manejo individual
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Actuación en el campoOperaciones de manejo
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Toma de decisionesAP mapas – Mapa de prescripción
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Toma de decisionesAP mapas – Mapa de prescripción
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Tecn
olog
ías
de
actu
ació
n va
riabl
e
Aplicación ON/OFF
Basada en sensores en tiempo real
(sin GNSS)
Control de solape según posición
(GNSS)
Basada en mapas(GNSS)
Actuación variable continua
Basada en sensores en tiempo real (sin
GNSS)
Basada en mapas(GNSS)
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Actuación en el campoTecnologías de Actuación Variable - VRT
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Actuación en el campoOtras soluciones tecnológicas
• Muchas soluciones implementadas en maquinaria agrícola no son estrictamente Agricultura de Precisión: Guiado automático Control de secciones Monitoreo y control de equipos (ISOBUS)
• La Agricultura de Precisión implica monitoreo del cultivo y/o de su entorno y manejo de la variabilidad detectada.
• Sin embargo estas tecnologías han contribuido de forma importante al avance de la Agricultura de Precisión.
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La maquinaria tiende a ser cada vez mayor
Tendencias en agriculturaa) Automatización de grandes equipos
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http://www.nextnature.net/2012/11/let-the-robotic-farmers-feed-the-world/
Tendencias en agriculturab) Flotas de mini/micro-robots
La tecnología ya existe (?)
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Tendencias en agriculturaY en el futuro?
Naïo – Ted
Amazone – BoniRob Fendt (AGCO) – MARS
Agrointelli – Robotti
Agrocom
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ConclusionesEn resumen...
• La AP es una disciplina transversal y pluridisciplinar que incluye: Aspectos agronómicos Experiencia local Ingeniería Automatización Geoestadística Etc.
• ... con el objetivo último de conocer qué pasa en las explotaciones agrícolas y gestionar la variabilidadtomando decisiones de manejo mejor fundamentadas.
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Desafíos de la agricultura• Producir más alimentos y de mayor calidad
• Producir de manera más respetuosa con el medio ambiente
• Producir de manera más eficiente
• Convertir datos en información útil y ésta en decisiones agronómicas acertadas
• Ampliar la formación de los nuevos agricultores y técnicos
• Gestionar las explotaciones de forma multidisciplinaria (agronomía + electrónica + telecomunicaciones, etc.)
AGRICULTURA DE PRECISIÓN
Agricultura de Precisión y
Soluciones tecnológicas
Àlex Escolàaescola@eagrof.udl.cat
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