La agricultura es una actividad en constante desarrollo. Las mejoras, las tecnologías y la capacitación de los agricultores nos muestran que la agricultura siempre ha sido un campo de evolución. Al contrario de lo que muchos imaginan, el agricultor es un investigador activo ya que es quien vive todo el proceso productivo. De esta manera podrás entender la eficiencia de diferentes manejos ya que siempre estás trabajando con la experimentación, probando nuevas semillas, fertilizantes, pesticidas, diferentes tipos de manejo y el uso de tecnologías propias de la llamada agricultura 4.0, mejor conocida como agricultura digital. 

          Para producir alimentos de manera sostenible y satisfacer las crecientes demandas de la población, que se espera que crezca en más de 2 mil millones para 2050, la agricultura del futuro necesita aumentar la productividad, extrayendo el máximo valor de cada etapa del ciclo de producción. El proceso productivo debe integrar conocimientos agronómicos, grandes bases de datos agrícolas (Big Data), tecnologías innovadoras de sensores, satélites, vehículos aéreos no tripulados, máquinas y robots autónomos, software y plataformas en la nube (en general, la disponibilidad de recursos computacionales, especialmente de almacenamiento y procesamiento, que no requiere gestión activa directa por parte del usuario final) (BASSOI et al., 2019).

          Gracias al uso de las tecnologías disponibles, es posible incrementar la producción por área sin aumentar el área plantada, evitando la apertura de áreas destinadas a la preservación ambiental, utilizando insumos agrícolas en cantidades correctas y eficientes para la producción, evitando pérdidas que puedan causar daños a el medio ambiente y de esta manera abrimos cada vez más la visión de que la agricultura sostenible es una aliada de la agricultura 4.0.

          Para Bassoi et al. (2019) la automatización en las zonas rurales es una realidad. Ocurre en todas las etapas de los sistemas de producción (preparación y siembra, cosecha, tratamientos culturales, procesamiento, etc.) con el objetivo de incrementar la productividad; optimización del uso del tiempo, insumos y capital; reducción de pérdidas de producción; aumentar la calidad de los productos y mejorar la calidad de vida de los trabajadores rurales. Sin embargo, la introducción de nuevos conceptos de agricultura de precisión y herramientas de la era digital, con gran conectividad e integración de sensores y datos, ha generado nuevas demandas tanto en términos de nuevos dispositivos como de integración de sistemas, nuevos métodos y protocolos. Debido a la complejidad de los procesos de producción agrícola, que incluyen aspectos biológicos, ambientales y socioeconómicos, la automatización constituye una frontera con enormes oportunidades de avance.

          Con el objetivo de ampliar conocimientos en este texto abordaremos algunos temas que están relacionados con el avance de la agricultura, tales como: la agricultura de precisión, el uso de drones y la agricultura digital.

Agricultura de precisión 

          La agricultura de precisión es una técnica de manejo que considera la variabilidad espacial y permite la aplicación sitio específico de insumos, como fertilizantes, correctivos, pesticidas, semillas, agua y otros. Considerando también la variabilidad temporal, la agricultura de precisión permite un uso más racional de los insumos, en el momento, lugar y dosis correctos, con potenciales beneficios económicos y ambientales (EZENNE et al. 2019). Al ser la agricultura de precisión un sistema de manejo y gestión de la producción altamente dependiente de datos e información de campo (plantas, animales, suelo, clima, máquinas, etc.), georreferenciada, digitalizada y de alto flujo, proporciona una base estructural y conceptual para conectar la agricultura. sistemas de producción al mundo digital, abriendo un canal para recopilar y compartir datos del campo (BASSOI et al., 2019).

          La agricultura de precisión puede entenderse como un ciclo que comienza con la recolección de datos, el análisis e interpretación de esta información, la generación de recomendaciones, la aplicación en campo y la evaluación de resultados (GEEBERS; ADAMCHUK, 2010). De esta manera, la agricultura de precisión es una herramienta que ayuda a los productores en la toma de decisiones gerenciales en el manejo del cultivo, teniendo en cuenta la variabilidad espacial y temporal del cultivo para obtener el máximo retorno económico y reducir el impacto ambiental (INAMASUET al., 2011). Es, por tanto, una cadena de conocimiento, en la que máquinas, dispositivos, equipos y software son herramientas de recolección de datos, que deben ser organizados e interpretados, generando información para apoyar la gestión (INAMASU; BERNARDI, 2014).

          La contribución de las herramientas de agricultura de precisión a la sostenibilidad de los sistemas agrícolas va más allá del mapeo de las necesidades de insumos, la producción y la extracción de nutrientes. También pueden contribuir a la planificación de la conservación, como lo muestran Berry et al. (2003; 2005). Los autores demostraron la conservación del suelo y del agua mediante el uso de tecnologías espaciales integradas (GPS, teledetección y Sistema de Información Geográfica – sig), que ayudan en el análisis de las relaciones espaciales y temporales para una mejor comprensión del funcionamiento de estos sistemas. De esta manera, sería posible seleccionar prácticas de manejo que maximicen el rendimiento y la calidad de los cultivos, concomitantemente con la optimización del uso de insumos y la reducción de las pérdidas de suelo y agua de las áreas agrícolas (DELGADO; BERRY, 2008). Y esto se puede conseguir determinando la altimetría, estableciendo caudales de agua y zonas con riesgo de erosión.

          La aplicación de insumos a dosis variable ha sido la principal forma de utilización de herramientas de la agricultura de precisión en el manejo de cultivos (INAMASU; BERNARDI, 2014). La Figura 1 muestra un mapa de recomendación de fertilizantes fosfatados establecido a partir de muestras de suelo georreferenciadas. Se observa que la aplicación de fertilizantes sin considerar la variabilidad espacial puede generar impactos ambientales y económicos negativos y, por tanto, comprometer la sostenibilidad del sistema de producción agrícola (SANTOS et al., 2017; BERNARDI et al., 2016).

          La automatización es un sistema en el que los procesos operativos de la producción agrícola, ganadera y/o forestal son monitoreados, controlados y ejecutados a través de máquinas y/o dispositivos mecánicos, electrónicos o computacionales para incrementar la capacidad de trabajo humano (INAMASUET al., 2016). La agricultura de precisión también puede citarse como un caso de éxito en el uso de la automatización. Muchos dispositivos utilizados en la agricultura de precisión son equipos y máquinas agrícolas con uso extensivo de sistemas electrónicos y digitales (BASSOI et al., 2019).

Agricultura digital/ agricultura inteligente/ granja inteligente

          La literatura sobre agricultura inteligente (ai) o granja inteligente (sf) es reciente. Los rápidos avances en Internet de las cosas (Internet de las cosas, IoT (VERDUM et al., 2016)) y la computación en la nube están impulsando la agricultura inteligente (SUND-MAEKERET al., 2016) o la agricultura digital (BASSOI et al., 2019).. La base para el avance en este sector pasa por una combinación de tecnologías de Internet y tecnologías orientadas al uso de objetos inteligentes (BRETTELET al., 2014; LIAO et al., 2017). 

          Pero si la agricultura de precisión considera la variabilidad del campo, la agricultura inteligente va más allá, ya que establece acciones de gestión, no sólo basadas en la ubicación del campo, sino también en datos almacenados, reforzados por el contexto y situación del cultivo, y aún potenciados. por datos recopilados en tiempo real (WOLFERT; SØRENSEN; GOENSE, 2014). De esta manera, existen interfaces y tecnologías que se superponen y abarcan ideas como la agricultura de precisión y los sistemas de información de gestión en la agricultura, que se derivaron de la idea del sistema de información de gestión agrícola (Farm Management Integrated System, fmis). La fmis fue definida por Sørensen et al. (2010) como un sistema diseñado para recolectar, procesar, almacenar y difundir datos en un formato estandarizado para realizar operaciones y funciones en propiedades rurales. La agricultura inteligente incorpora tecnologías de la información y la comunicación en máquinas, equipos y sensores de los sistemas de producción agrícola, y permite generar un gran volumen de datos e información con la progresiva inserción de la automatización en el proceso (PIVOTO et al., 2017). 

          El uso de herramientas agrícolas inteligentes es posible gracias a sensores desarrollados para su uso en agricultura. Según Lehmann et al. (2012), un sensor es un dispositivo electrotécnico que responde a un estímulo físico/químico de una manera específica, y que puede transformarse en una cantidad física o una señal, con fines de medición y/o monitoreo por un instrumento (BASSOI et al., 2019).

          La agricultura digital, debido al soporte computacional disponible para los usuarios, ha introducido un nuevo nivel de tecnología, que incluye robótica, teledetección, geoprocesamiento, toma de decisiones y procesos estadísticos (BASSOI et al., 2019). A esto se suma el surgimiento del IoT, que permite controlar objetos de forma remota a través de una red, creando una integración directa entre el mundo físico y los sistemas basados en computadoras (LEHMANN et al., 2012). La aplicación de conceptos de IoT en el área agrícola tiene un gran potencial de crecimiento, ya que tecnologías como la Red de Sensores Inalámbricos (RSSF) y la Identificación por Radio Frecuencia (RFID) son cada vez más accesibles y de bajo costo. Así surgen las llamadas granjas inteligentes (KALOXYLOS et al., 2012), en las que el agricultor utiliza estas tecnologías, asociadas a la localización móvil y al seguimiento y seguimiento de objetos en tiempo real.

Drones

          Una de las tecnologías utilizadas en la agricultura de precisión son los drones o también conocidos como UAV (Vehículos aéreos no tripulados) (GONÇALVES; CAVICHIOLI, 2021). Inicialmente desarrollados por industrias militares, los drones adquirieron nuevas tareas en otros espacios, como la agricultura. (MESQUITA, ARIOSTO, 2014).

          Los drones existen en varios modelos, desde los más simples hasta los más complejos, desde los que realizan diversas funciones hasta los que se utilizan para el ocio. Los drones tienen tres tipos de variedad, que pueden ser: drones de ala fija, drones multirotor y drones monorotor. (SENAR, 2018). Ellos Son capaces de mostrarnos imágenes que difícilmente podríamos ver porque cuentan con cámaras de alta calidad, recogiendo imágenes de alta definición en lugares concretos y de difícil acceso. Las cámaras de drones se dividen en dos tipos, siendo las cámaras RGB y NIR y las cámaras multiespectrales. (DRONES E INGENIERÍA, 2020).

          Con la modernización en el campo, los drones están cada vez más disponibles, ya sea para pequeños o grandes productores. Según Bruna Eduarda Meinen Feil (2018), las ventajas del uso de drones en la agricultura son: reducir el tiempo dedicado a monitorear el área cultivada, mapear áreas de difícil acceso, descubrir adversidades en la agricultura (como plagas, enfermedades y exceso o escasez). de riego), midiendo la concentración de agua y nutrientes en el suelo, costo reducido e imágenes de alta calidad (GONÇALVES; CAVICHIOLI, 2021). Sus desventajas son: restricciones de vuelo con límites de altura, radio de operación y ubicaciones inapropiadas como aeropuertos, documentación requerida para pilotar los drones y en algunos drones multirrotor, el corto tiempo de operación en el aire (MEINEN FEIL, 2018).

          En apenas unos años, los drones se han modernizado en toda su composición y así han pasado a beneficiar a sectores que hasta entonces no contaban con mucha tecnología, como el sector agrícola. Actualmente, son más accesibles para los productores que pueden comprar equipos o alquilarlos, aumentando así la productividad de los cultivos. (GIRALDELI, 2019). Según Bastos (2015), estas son las actividades que realizan los drones en el campo que merecen ser destacadas: El análisis de cultivos es quizás el principal uso de los drones en la agricultura, detectan plagas o enfermedades, malas plantaciones, exceso o escasez de riego y control de cultivos. análisis, a través de un software que captura imágenes. 

          El dron flota bajo el cultivo capturando imágenes que se organizan cronológicamente en un software, lo que permite comprobar el desarrollo del cultivo. (BASTOS, 2015). A través de imágenes capturadas por drones durante su vuelo y el uso de software, es posible realizar mediciones en campo. Con las imágenes captadas por drones es posible delimitar áreas, seleccionar las mejores ubicaciones para realizar siembras e incluso demarcar fuentes de agua y ríos para su preservación (figura 2) (GIRALDELI, 2019).

          Con la alta tecnología en drones, su precisión se ha vuelto excelente para fumigar en lugares específicos, reduciendo el costo de productos químicos, fumigando solo las áreas necesitadas, reduciendo el costo de insumos hasta en 50% (GIRALDELI, 2019). Conozca las obligaciones y normas para el uso de drones en agricultura.

          También según Ana Lígia Giraldeli (2019), con el uso de drones en la agricultura también es posible:

• Descubra la ocurrencia de incendios;
• Áreas deforestadas;
• Fuentes fluviales;
• Reconocimiento de zonas de difícil acceso;
• Estimar la productividad;
• Cartografía agrícola y hídrica;
• Imponer la agricultura de precisión.

          Con el paso de los años, la agricultura se ha modernizado y ganado nuevas herramientas para ayudar en la producción, como máquinas, implementos agrícolas, insumos y drones que inicialmente se utilizaban en actividades militares, ahora ingresaron al sector agrícola y obtuvieron nuevas versiones, cada vez más actualizadas. con capacidad para nuevas tareas. Se desarrollaron nuevos modelos, que podían ser monorotor, multirotor o de ala fija, sus cámaras fueron cada vez mejores, generando imágenes difíciles de ver a simple vista e incluso imágenes en infrarrojo (GONÇALVES; CAVICHIOLI, 2021).

          Al realizarse todas las actividades con precisión, los drones se han convertido en una herramienta fundamental en la agricultura, con proyecciones de estar cada vez más presentes en el campo, ya sea en propiedades grandes o pequeñas, ya que reduce tiempos y costos para los productores, aumentando por tanto la productividad (GONÇALVES). ; CAVICHIOLI, 2021).

          La tendencia actual de aumentar los costos de producción, reducir la mano de obra, aumentar las demandas del mercado de alimentos más seguros, el cambio climático, la conservación de los recursos naturales y la contaminación ambiental son factores que han contribuido a la intensificación del desarrollo de la automatización y la agricultura de precisión. Este escenario ha requerido la implementación de nuevas prácticas agrícolas, cada vez más multidisciplinares, en las que la automatización y la agricultura de precisión son elementos clave. (BASSOI et al., 2019).

Referencias 

BASSOI, Luís Henrique et al. Agricultura de precisión y agricultura digital. TECCOGS: Revista Digital de Tecnologías Cognitivas, n. 20, 2019.

BASTOS, 2015. 15 usos de drones en agricultura y ganadería. Disponible en: https://revistagloborural.globo.com/Noticias/Pesquisa-e-Tecnologia/noticia/2015/05/15-usosde-drones-na-agricultura-e-na-pecuaria.html.

BERRY, JK y cols. Conservación de precisión para la sostenibilidad ambiental. Revista de Conservación del Suelo y el Agua, no. 58, vol. 6, pág. 332-339, 2003.

BERRY, JK y cols. Aplicar análisis espacial para la conservación de precisión en todo el paisaje. Revista de Conservación del Suelo y el Agua, no. 60, vol. 6, pág. 363-370, 2005.

BRETTEL, M. et al. Cómo la virtualización, la descentralización y la construcción de redes cambian el panorama de la fabricación: una perspectiva de la industria 4.0. Revista internacional de ingeniería y aplicaciones mecánicas, vol. 8, núm. 1, pág. 37-44, 2014.

DELGADO, JA, BERRY, JK Avances en conservación de precisión. Avances en Agronomía, n. 98, pág. 1-44, 2008.

DRONES E INGENIERÍA. TIPOS DE CÁMARAS PARA DRONES Y LAS IMÁGENES GENERADAS, 2020. Disponible en: https://blog.droneng.com.br/tipos-de-cameras-para-drones/.

EZENNE, GI et al. Capacidades actuales y potenciales de los UAS para la productividad del agua de los cultivos en agricultura de precisión. Gestión del agua agrícola, vol. 218, pág. 158-164, 2019.

GIRALDELI, Ana Ligia. Drones en la agricultura: cómo te ayudan a obtener más ganancias. Aegro, 2019. Disponible en: https://blog.aegro.com.br/drones-na-agricultura/. 

GONÇALVES, Vinícius Parlangeli; CAVICHIOLI, Fábio Alexandre. Estudio de las funcionalidades de los drones en la agricultura. Revista Interfaz Tecnológica, v. 18, núm. 1, pág. 321-331, 2021.

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INAMASU, RY et al. Agricultura de precisión para la sostenibilidad de los sistemas de producción del agronegocio brasileño. En: Inamasu, RY et al. (org.). Agricultura de precisión: una nueva mirada. São Carlos: Embrapa Instrumentación, 2011. p. 14-26.

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MEINEN FEIL, Bruna Eduarda. ¿Vale la pena invertir en el uso de drones en agricultura? Más soja. Disponible en: https://maissoja.com.br/vale-a-pena-investir-no-uso-de-drones-na-agricultura/. 

MEZQUITA, Ariosto. El avance de los drones. AgroDBO, 2014.

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Autores

Ing. Agr. Dra. Angélica Schmitz Heinzen

Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Carolina Custodio Pinto

Ing. Agr. Maestría en Ciencias. Thiago Stella de Freitas