Cómo usar drones agrícolas en agricultura de precisión

Los drones se utilizan para mucho más que fines militares. Ahora, los drones agrícolas pueden ayudar a los agricultores y a las empresas del sector a mantener sus tierras de forma más eficaz y eficiente.

El aumento de la producción y el consumo de alimentos en la industria agrícola contemporánea la ha llevado a un punto de inflexión crítico, con una disminución de la oferta mundial de alimentos más rápida que nunca y un aumento sin precedentes de los precios de las materias primas.

Los agrónomos y agricultores de todo el mundo se enfrentan a una mayor presión para mejorar la gestión eficiente de los recursos ante la disminución de las finanzas, mientras que el fenómeno "de la granja al plato" ha impulsado una mayor demanda de una mejor trazabilidad de los productos alimenticios, ya que los consumidores están cada vez más preocupados por el origen de los alimentos que compran y cómo se produjeron.

Además, los intentos del sector agrícola por preservar la seguridad de la cadena de suministro se están volviendo más complicados debido al cambio climático.

¿Cómo se utilizan los drones en la agricultura de precisión?

Los drones se están volviendo más populares en la agricultura como parte de un plan agrícola sostenible holístico, lo que permite a los agrónomos y agricultores ayudar a optimizar los procesos mientras obtienen información importante sobre sus cultivos a través de datos exhaustivos y análisis topográfico.

Por ejemplo, la vigilancia de los cultivos se simplifica gracias a la información recibida de los drones agrícolas, que luego se aplica para desarrollar e implementar mejoras continuas, como modificaciones en la aplicación de fertilizantes o la ubicación de las zanjas.

Utilizando la geolocalización GPS en varios puntos a lo largo de la ruta, en lugar de métodos de recopilación de datos laboriosos y que consumen mucho tiempo, se puede realizar un seguimiento fiable de los alimentos desde la granja hasta el plato.

El papel de los drones agrícolas en la agricultura de precisión.

En la agricultura de precisión, los UAV se emplean en una variedad de tareas que van desde muestreo de suelo y análisis de los cultivos para la siembra y la aplicación de pesticidas.

En la agricultura, los drones se pueden combinar con diversas tecnologías de imagen, como la hiperespectral, la multiespectral, la térmica, etc., para ofrecer a los agricultores información temporal y específica del lugar sobre la salud de los cultivos, las infecciones por hongos, los cuellos de botella en el crecimiento, etc.

Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) son muy eficaces para supervisar cuidadosamente grandes extensiones de tierras agrícolas, teniendo en cuenta parámetros como la pendiente y la altura, por ejemplo, para descubrir el régimen de siembra más eficaz.

Es importante destacar que la alta resolución de los datos obtenidos con drones puede utilizarse para medir la fertilidad de los cultivos, lo que permite a los agrónomos aplicar fertilizantes con gran precisión, reducir el desperdicio y diseñar o reparar sistemas de riego.

Tras catástrofes naturales, como inundaciones, esta tecnología puede ser especialmente útil para ayudar a los agricultores a evaluar los daños en terrenos que podrían ser inaccesibles a pie. A continuación, se describen algunas de las funciones de los drones en la agricultura de precisión:

1. Levantamiento topográfico y cartografía de cultivos

Mientras que antes la evaluación de los cultivos debía realizarse manualmente, a pie, desde un tractor o utilizando costosa tecnología satelital, los drones en la agricultura ahora nos permiten analizar la salud de la vegetación desde el cielo en cuestión de minutos.

Por ejemplo, la fotografía con drones en cámara rápida puede utilizarse para monitorizar con precisión el crecimiento y el desarrollo de los cultivos durante varios días o semanas, y el mapeo NDVI mediante drones, que emplea sensores especializados, resulta extremadamente útil para analizar los niveles de clorofila, detectar insectos, plagas y enfermedades, identificar malas hierbas y medir los niveles de estrés de las plantas.

De esta forma, los agricultores pueden abordar los problemas con prontitud y realizar los ajustes necesarios cuando sea preciso para garantizar una mayor productividad. En esencia, esto significa que pueden estar mucho más atentos a las necesidades cambiantes de sus cultivos.

El proceso de mapeo para inspeccionar cultivos con un dron es bastante sencillo. Muchos modelos recientes de drones agrícolas incluyen software de planificación de vuelo que permite al operador dibujar un contorno alrededor del área a cubrir. El software diseña automáticamente una ruta de vuelo y, en algunos casos, incluso prepara las tomas de la cámara.

Durante el vuelo, el dron captura imágenes automáticamente mediante sensores integrados y la cámara incorporada, y utiliza GPS para calcular el momento preciso para cada disparo. Sin embargo, si su dron carece de estas funciones automáticas, una persona debe operarlo mientras la otra toma las fotografías.

2. Manejo de malezas y control de plagas

La pérdida de cosechas se debe a malezas y plagas en prácticamente todos los cultivos principales, incluidos el trigo, la palma aceitera, la soja, el arroz, la papa, el algodón y el maíz. La agricultura de precisión tiene una amplia gama de aplicaciones y usos en entornos agrícolas, incluido el control de malezas y plagas.

Gracias a cámaras y sensores especializados capaces de detectar malezas y plagas específicas, así como a la tecnología GPS que proporciona información de ubicación para el mapeo de campos, pueden ayudar a rastrear adecuadamente regiones enormes en cuestión de segundos.

En la agricultura, los drones permiten una planificación más precisa de las estrategias de control de malezas, aumentando la eficiencia de los métodos mecánicos y disminuyendo el uso de herbicidas, lo que conlleva menores costos, un desarrollo más lento de la resistencia a las malezas y una mayor biodiversidad.

Los drones agrícolas pueden cubrir muchas hectáreas en cuestión de minutos sobrevolando el campo y enviando datos fotográficos para la identificación de malezas y plagas. Además, los agricultores y las empresas pueden combatir las malezas y las plagas lo antes posible, antes de que dañen toda la cosecha.

3. Inspección de suelos

Se utilizan con frecuencia para inspeccionar el estado del suelo. En la metodología agrícola convencional, la inspección del terreno consta de varias fases, como la visita manual al campo con equipo y el análisis de muestras de suelo para diversos parámetros.

Por otro lado, gracias a las mejoras en las tecnologías de monitoreo de tierras, los agricultores y los académicos pueden observar indicadores vitales de la calidad del suelo mucho después de que se hayan sembrado las semillas.

Los drones para el estudio del suelo y del terreno pueden ayudar a controlar la densidad del suelo y de las plantas durante toda la temporada de cultivo para evitar "sorpresas" posteriores.

Este muestreo proactivo del suelo con drones agrícolas puede ayudar a los agricultores a anticiparse a cualquier problema y realizar las modificaciones necesarias (por ejemplo, ajustar riego, añadiendo nitrógeno abono, etc.) para maximizar la salud de los cultivos.

El monitoreo de la composición y el estado del suelo es fundamental para las operaciones agrícolas modernas. Cuanto más precisos sean los datos, como en casi todo, mejor.

Los agricultores pueden tomar decisiones más acertadas sobre dónde plantar cada cultivo y cuándo realizar ajustes utilizando mapas multiespectrales de la calidad del suelo de sus campos. Como resultado, con prácticas de gestión de la tierra más sostenibles, las cosechas serán más abundantes y saludables.

4. Riego y gestión del agua

El agua es un recurso valioso, fundamental para el éxito de todas las explotaciones agrícolas, por lo que debe gestionarse adecuadamente. La termografía con drones, que utiliza sensores térmicos para proporcionar una imagen que indica el contenido de humedad del terreno, entra en juego.

Con esta información, se pueden tomar decisiones fundamentadas sobre las operaciones de riego para garantizar que las zonas de la finca que requieren más agua la reciban, mientras que las zonas que ya están húmedas no se rieguen en exceso.

En definitiva, contribuyen a que la agricultura sea una ciencia mucho más precisa al proporcionar los beneficios mencionados anteriormente. Los problemas relacionados con el agua y el riego no solo son costosos, sino que también pueden reducir la producción de cultivos. El uso de drones para el monitoreo permite identificar estos problemas antes de que se agraven.

5. Manejo de la pulverización

Otra ventaja de los drones de agricultura de precisión es el uso eficaz y eficiente de fertilizantes. Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) pueden utilizar tecnología de sensores avanzada para determinar con precisión dónde se necesitan nutrientes adicionales, lo que permite aplicarlos solo donde son más necesarios.

Los drones en la agricultura también son pulverizadores muy eficaces, capaces de suministrar la cantidad precisa de fertilizante en el momento justo, reduciendo con éxito la cantidad de fertilizante vertido hasta en 201 toneladas métricas. Esto no solo disminuye los costes agrícolas, sino que también evita un daño ambiental excesivo.

Tipos de drones utilizados en la agricultura

Los vehículos aéreos no tripulados vienen en una variedad de formas y tamaños, y se pueden clasificar en las siguientes categorías:

1. Drones de ala fija

Las aeronaves de ala fija utilizan la sustentación y la resistencia para mantener la altitud, al igual que los aviones. Son bastante sencillas de operar. Tienen un ala fija y una hélice que les permite desplazarse hacia adelante.

Debido a su diseño, debe moverse constantemente con respecto al aire que lo rodea para mantenerse en el aire. Por lo tanto, el viento puede tener un impacto significativo en su funcionamiento.

Otra limitación es que los drones más grandes requieren una pista de aterrizaje para su despliegue y recuperación, mientras que los más pequeños pueden lanzarse manualmente y recuperarse aterrizando sobre una superficie blanda.

2. Drones híbridos VTOL de ala fija

Una nueva categoría de vehículos híbridos capaces de despegar y aterrizar verticalmente combina las ventajas de los drones de ala fija con la capacidad de mantenerse en vuelo estacionario.

Los drones híbridos de ala fija VTOL (despegue y aterrizaje vertical) combinan las cualidades de los UAV (vehículos aéreos no tripulados) con la capacidad de volar en una sola ubicación, manteniendo al mismo tiempo características híbridas.

Gracias a esta función, estos dispositivos pueden despegar desde un único punto y volar verticalmente durante un tiempo prolongado.

3. Drones múltiples

Los drones multirrotor son los más utilizados para cartografía y modelado. Están compuestos por un fuselaje y cuatro motores que impulsan las hélices. Los multirrotores son una opción fantástica para la fotografía aérea debido a su tamaño compacto y su excelente control.

Pueden mantenerse suspendidos en el aire y despegar verticalmente, lo que les proporciona aún mayor movilidad. Gracias a su diseño, también pueden soportar mayor peso. El multirrotor puede transportar mercancías como una cámara réflex digital u otros objetos que requieran su desplazamiento.

Estos dispositivos pueden navegar fácilmente en espacios reducidos. Los receptores GPS de los drones les permitirán mantenerse en el aire y seguir una ruta predefinida mediante puntos de referencia.

4. Helicóptero monorrotor

Los drones helicóptero de rotor único tienen más ventajas que otros tipos. Cuentan con un mecanismo de control por gas para aumentar su autonomía.

Las normas aerodinámicas destacan que las palas de rotor más largas reducen la rotación y aumentan la fiabilidad del sistema. Por consiguiente, los helicópteros monorrotor son más prácticos que otros tipos. La agricultura se beneficia de las palas de rotor más largas de los helicópteros monorrotor.

5. Dron con cable

Un dron con cable es un tipo de dron que se sujeta mediante un cable para eliminar la necesidad de un control remoto. Por lo tanto, el movimiento del dron está limitado por el cable. Además, los drones con cable vienen en una amplia variedad de configuraciones.

Pueden variar desde un dron normal que se mueve siguiendo el cable hasta un dron que está sujeto con un cable de microfilamento y tiene una fuente de alimentación establecida para un vuelo ilimitado.

Según la Asociación Internacional de Sistemas de Vehículos No Tripulados, en un futuro próximo, el 80 por ciento de los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se emplearán con fines agrícolas.

Pero, ¿hasta qué punto está preparado el sector agrícola para el uso de drones? ¿Y hasta qué punto están preparados para operar plenamente en la explotación agrícola?

Preguntas frecuentes

1. ¿En qué estación del año utilizan los drones para analizar los cultivos?

Los drones se suelen utilizar para analizar los cultivos durante la temporada de crecimiento, que es cuando los cultivos están en pleno desarrollo. Este periodo generalmente corresponde a los meses de primavera y verano, dependiendo del cultivo y la ubicación.

Al utilizar drones durante esta temporada, los agricultores pueden obtener datos en tiempo real sobre la salud de los cultivos, identificar áreas problemáticas y tomar decisiones informadas para optimizar la gestión de los cultivos y maximizar los rendimientos.

2. ¿Qué recurso natural podemos ayudar a proteger mediante el uso de drones y la aplicación precisa de insumos?

El uso de drones y la aplicación precisa de insumos pueden ayudar a proteger los recursos hídricos. Al dirigir con precisión la aplicación de fertilizantes, pesticidas y riego, los agricultores pueden minimizar la escorrentía y la lixiviación de estas sustancias hacia los cuerpos de agua. Los drones proporcionan imágenes de alta resolución y recopilación de datos, lo que permite a los agricultores identificar áreas con aplicación excesiva o insuficiente y ajustar los insumos según sea necesario.

3. ¿Cómo se maneja el dron?

El funcionamiento de un dron generalmente implica los siguientes pasos: En primer lugar, asegúrese de que el dron esté completamente cargado y que los componentes necesarios, como el control remoto y el dispositivo móvil, estén conectados.

En segundo lugar, realice una comprobación previa al vuelo para verificar que los sensores, las hélices y la cámara del dron funcionen correctamente. En tercer lugar, planifique la ruta de vuelo y establezca puntos de referencia si es necesario utilizando el software de control del dron.

Por último, lanza el dron, maniobrándolo con el control remoto y supervisa la transmisión de video en directo o las imágenes capturadas para su análisis. Cumplir con la normativa local y practicar técnicas de vuelo seguras también son fundamentales para el éxito en el manejo del dron.

4. ¿Cómo recopilan datos los drones?

Los drones recopilan datos mediante diversos sensores y tecnologías a bordo. Estos pueden incluir cámaras, sensores térmicos, LiDAR (detección y medición de luz) y sensores multiespectrales. Mientras el dron sobrevuela la zona objetivo, estos sensores capturan imágenes, vídeo u otros datos. Los datos recopilados se transmiten y almacenan en el dron o se transfieren a un ordenador para su análisis.