La Robótica en la agricultura

Los robots son comúnmente utilizados en la manufactura de productos de alimentación, pero aún son poco frecuentes en el campo abierto o en los invernaderos, contribuyendo en el ciclo productivo agrícola. Sin embargo, la tecnología robótica aplicada al sector agrícola se encuentra en un estado de desarrollo avanzado, con algunas realizaciones ya plenamente comerciales y otras validadas a nivel de prototipo. La inminente necesidad de aumentar la producción sin aumentar los recursos y minimizando el impacto ambiental, demanda, tal vez de manera inexorable, dar el paso de la mecanización a la automatización de la agricultura, en donde la robótica agrícola tendrá un protagonismo destacado.

En la automatización de la agricultura de precisión se incrementará la productividad agrícola, se reduce el trabajo manual para tareas laboriosas y ayuda para hacer las explotaciones agrícolas más sostenibles. Muchos agricultores modernos ya utilizan soluciones de alta tecnología, por ejemplo, digitalmente controlado implementos agrícolas e incluso vehículos aéreos no tripulados (drones).

La agricultura robotizada de precisión no sólo promete aumentar los rendimientos por el crecimiento de la optimización y los procesos de cosecha, sino también podrían conducir al uso de menores fertilizantes y el de pesticidas y la mejora de la calidad del suelo a través de intervenciones más específicas. Los robots también pueden recopilar datos operacionales en una amplia base de dispositivos que funcionan con humanos. Sin embargo, hay insuficientes avances genéricos en robótica de campo y necesidades más concretas y prácticas de la comunidad agrícola moderna.

El principio fundamental de funcionamiento de los robots en la agricultura se basa en el reconocimiento del cultivo mediante imágenes que son procesadas y a su vez mandan órdenes precisas en cuanto a las tareas a realizar con alguna planta del cultivo como seria: aplicar fertilizante, riego, plaguicidas, realizar alguna recolección o simplemente almacenar sus datos.

VENTAJAS DE LA ROBÓTICA EN AGRICULTURA

  • Aumento de la productividad agrícola. Está claro que toda nueva tecnología orientada a la agricultura va a provocar un aumento de la productividad por hectárea. Y la robótica jugará este papel. Al automatizar tareas, realizarlas con precisión y sin descanso (salvo para cargar las pilas), permitirá al agricultor atender otras gestiones o tareas manuales de la explotación.
  • Menos mano de obra, pero más profesionalizada. Estamos hablando de robots, componentes electrónicos y engranajes, que necesitan un mantenimiento y una puesta a punto. Y para solucionar esto hay dos caminos: nuevos puestos de trabajo encaminados a dar ese soporte al agricultor; o una mayor profesionalización de esté, que deberá aprender a reparar y “mandar” al robot a través de su software.
  • Automatizar la explotación. Aquellos productos, por ejemplo, más sensibles a las horas de calor, podrán ser recolectados en la madrugada dejando programado a estos “ayudantes”. Así como poder recolectar en el óptimo momento de maduración, etc.
  • Ahorro de insumos. Los robots están equipados con una multitud de sensores. Algunos han sido diseñados para analizar posibles necesidades nutricionales, hídricas o enfermedades en los cultivos, de forma precisa y parcelando el “daño”, lo que permitiría ajustar las dosis de agroquímicos o riego utilizadas.

DESVENTAJAS DE LA ROBÓTICA EN AGRICULTURA

  • Menos dependencia del factor humano. Este factor también aparece en ventajas, pero bien analizado es un arma de doble filo. Si sustituimos muchos puestos de trabajo del sector agrícola a pie de campo, el medio rural tenderá a desaparecer. Se perderán población rural que ayuda a gestionar el entorno de manera sostenible.
  • Aumento de niveles de seguridad en explotaciones. No podemos olvidar que estamos trabajando con máquinas, y aunque están muy afinadas y poseen mecanismos de alerta para parar en caso de accidente, las explotaciones agrícolas deberán aumentar sus niveles de seguridad para evitar posibles lesiones a los agricultores. Más aún cuando los robots trabajan en invernaderos.
  • Cambio de paradigma. Los alimentos, productos naturales que se obtienen a partir de suelo, agua y el trabajo del agricultor, pasarían a ser producidos por seres inertes. Lo que puede llevar a choques sociales: dos agriculturas totalmente enfrentadas, la ecológica-tradicional y la robotizada (aunque esto ya lo estamos viviendo con otros actores).
  • La tecnología falla. Por mucho que hablemos de precisión y eficiencia, no debemos olvidar que hablamos de tecnología que pueden fallar o estropearse. Llegado el caso, solo el agricultor con experiencia podrá hacer frente al trabajo de campo, ya que lo ha estado haciendo durante toda la vida.

Fuente

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Energía eólica aplicada al riego

La energía eólica es la energía que genera el viento y que puede ser aprovechada directamente o ser transformada como energía eléctrica. Se puede aplicar esta energía a gran escala, siendo una de las más productivas dentro de las renovables, o bien en pequeñas instalaciones. La energía eólica es actualmente la energía renovable con mayor crecimiento y representa ya una gran parte de la producción eléctrica.

El bombeo mediante el sistema eólico, al igual que el sistema fotovoltaico, es la forma más sencilla y económica para hacer llegar el agua a las regiones agrarias aisladas de la red eléctrica, empleando la tecnología más apropiada para el desarrollo de la agricultura.

Utilizando la energía eólica podemos bombear agua de un pozo o salvar el desnivel desde un río, y usarla para regar una huerta o cambiar el tipo de cultivo de una parcela agraria, de secano a regadío.

De la misma forma podemos utilizar un equipo de bombeo eólico para conseguir agua potable, siendo la solución más adecuada en aquellas viviendas rurales aisladas de la red que están situadas en lugares donde climatología es adversa, con vientos constantes.

Unos miniaerogeneradores producen energía eléctrica a una tensión de 12 o 24 voltios en corriente continua. Esta electricidad es consumida por una bomba, también en corriente continua, que bombea el agua desde el fondo del pozo a un depósito con una cierta altura. Allí es almacena el agua para su posterior distribución.

VENTAJAS DEL BOMBEO EÓLICO

  • Es ecológico, no emite contaminación.
  • Reducción del consumo de combustible.
  • Es más cómodo, dado que disminuye la problemática del suministro de gasoil.
  • Recibe subvenciones

Se puede utilizar una instalación híbrida para conseguir electricidad bajo cualquier condición. En el caso del sistema híbrido, la bomba sólo funcionará en horas de sol o viento, así que la presión de distribución la dará la altura del depósito.

Puede sustituirse el depósito por un grupo acumulador eléctrico, que permitirá bombear agua en cualquier momento del día y distribuirla a una presión mayor. Este sistema se utilizará cuando nos interese bombear agua cuando haya ausencia de viento.

Antes de plantear la utilización de la energía eólica es necesario averiguar si en la posible ubicación del captador existe un viento adecuado, es decir, en cantidad suficiente como para que pueda extraerse energía de él (> 10 km/h), pero no en exceso, ya que se pondría en peligro la integridad del dispositivo de captación (< 80 km/h).

La utilización de fuentes renovables conlleva una premisa importante: la mejor fuente de energía es el ahorro energético. Es por ello imprescindible que los usuarios finales conozcan el alcance y las limitaciones que tiene la utilización de fuentes renovables. Todo esto quiere decir que los sistemas eólicos rurales deben estar concebidos de tal forma que puedan ser operados, mantenidos y ampliados adecuadamente a medida que puedan crecer las necesidades.

Laboreo en bandas (Strip till)

El laboreo en bandas es un sistema de siembra en el cual se trabajan surcos con una anchura de 5 a 20 cm para recibir la semilla, mientras que la tierra entre los surcos no se toca y permanece cubierta por residuos.

Este laboreo está siendo muy utilizada en muchos países, siendo en Francia el lugar donde más se está practicando. El motivo de este incremento es que la siembra convencional se está quedando sin márgenes comerciales y la siembra directa no la ven como solución. Lo que se intenta con el laboreo en bandas es reunir las ventajas tanto del laboreo convencional como de la siembra directa. Pudiendo resumir las ventajas en la siguientes:

  • La superficie trabajada se reduce en torno al 70-80 % y eso significa reducción de costes generalizados: en gasóleo representa hasta un 30 % menos que con el cultivo convencional. También se debe considerar la reducción de costes en fertilización ya que el abono se puede depositar en línea mucho más localizado, pero también hay que considerar que se trata de un abono no “estándar”. Se recurre a fertilizantes de liberación controlada, con un precio superior, pero aun así representa un ahorro importante.
  • El cultivo tiene un mejor inicio porque el suelo se encuentra en mejores condiciones para la germinación
  • El suelo conserva mejor la humedad entre las filas
  • Mantiene la materia orgánica protegiéndolo mejor contra la erosión, y no deteriora la estructura del suelo

Como cualquier nuevo sistema de siembra , también tiene inconvenientes como son los siguientes:

  • Es necesario un sistema GPS RTK pues de lo contrario es imposible coordinar el laboreo con la siembra en la misma banda.
  • Es necesaria una formación a los agricultores para que gestionen de diferente forma a su tradición el suelo y los residuos
  • Se necesitan unos fitosanitarios diferentes a los que ya están acostumbrados a utilizar. Deben ser más específicos y quizá un mayor número
  • Se recomienda trabajar siguiendo curvas de nivel para no generar canales de escorrentía. Esto que siempre se aconseja al final no se aplica pues los agricultores se “encuentran más cómodos” trabajando con el tractor transversal a las curvas de nivel
  • Las bandas que quedan sin trabajar es un entorno muy apetecible paras los topillos, qué les encanta tener bandas “blandas” en el suelo que además si las siguen se encuentran con raíces tiernas del cultivo sembrado
  • Además, indicar que este sistema no sirve para todo el tipo de suelo, por ejemplo, en suelos arcillosos que al abrir la tierra con la reja luego es casi imposible volver a cerrarlo si el tiempo no acompaña, pero también en otros suelos se pueden formar cavidades o poros excesivamente grandes que impiden que la raíz se forme bien.

Respecto a la maquinaria necesaria, cada fabricante tiene sus propios diseños, pero la idea es común. Teniendo un implemento de laboreo en bandas que suele estar formado por los siguientes elementos:

  • Disco abridor para cortar los residuos vegetales
  • Desterronadorcon variados diseños y que se eligen en función de la agresividad o volumen de terrones en superficie
  • Reja o diente para descompactar el suelo esponjándolo
  • Sistemas de seguridad como son los “fusibles” para evitar la rotura o la sobrecarga si se encuentran con un obstáculo.
  • Sistemas de ajustes en profundidad de trabajo, de separación entre líneas, de inclinación de los dientes, etc.

La velocidad recomendada de trabajo es alta velocidad siendo las recomendaciones de fabricantes por encima de los 8km/h hasta los 12 km/h

Agricultura de precisión aplicada a cultivos de maíz

En los últimos años hemos visto como la aplicación de las TIC a la agricultura ha dado origen a la llamada agricultura de precisión. Como resultado, una gran variedad de cultivos se han visto beneficiados por el tratamiento de la información que se puede obtener de ellos. En Italia, uno de los principales productores de maíz de la Unión Europea junto con Alemania, Francia y España, se están llevando a cabo proyectos que hacen uso de la agricultura de precisión sobre plantaciones de maíz. En ellos, la adquisición de datos del cultivo se obtienen de dos maneras distintas:

Monitorización in situ

Se trata de la adquisición de datos directamente sobre el terreno. Para hacerlo, se necesitan, como mínimo los siguientes elementos:

  • Unidad de control: típicamente será un microautómata con capacidad para leer, almacenar y enviar datos de diferentes sensores. Puede incluir sistema de posicionamiento GPS, ya que la unidad de control y los sensores podrían cambiarse de sitio en el cultivo, y un GPS permitiría georeferenciar los datos obtenidos.
  • Panel solar: para alimentar de forma autónoma a la unidad de control.
  • Sistema de transmisión de datos: la unidad de control debe ser capaz de enviar los datos obtenidos por los sensores, por ejemplo vía 3G/GPRS.

Los datos que se suelen obtener mediante la monitorización in situ son, por ejemplo, temperatura y humedad ambiental, temperatura y humedad del suelo, cantidad de lluvia, velocidad y dirección del viento, radiación solar, etc.

Monitorización remota

Se trata de obtener datos del cultivo a distancia, por ejemplo mediante el tratamiento de datos obtenidos por satélite o imágenes captadas por drones. De esta manera es posible obtener los siguientes datos:

  • Datos de vegetación: se miden el área foliar y de biomasa, la concentración de clorofila, posible sobrecalentamiento de la planta, etc.
  • Datos de suelo: se puede medir la cantidad de agua en la capa más superficial del suelo, o evaluar la cantidad de materia orgánica presente en él.
  • Datos de agua: por ejemplo, el contenido de agua de las hojas de la planta.

El tratamiento en tiempo real de todos estos datos en el cultivo de maíz ha supuesto numerosas ventajas:

  • Permite desarrollar estrategias precisas de fertilización en aquellas zonas del cultivo que lo necesitan.
  • Permite predecir el rendimiento del cultivo antes de la cosecha.
  • Permite cuantificar los requerimientos de agua y el nivel de estrés hídrico del cultivo.
  • Permite identificar zonas con diferencia de biomasa, es decir, identifica zonas en el cultivo donde las plantas presentan un crecimiento menor, de manera que el agricultor pueda actuar rápidamente y evitar una pérdida en el rendimiento del cultivo.
  • Permite localizar áreas del cultivo con exceso de agua, para evitar un mayor riesgo de sufrir plagas, hongos, etc.
  • Permite al agricultor decidirse por un sistema de riego más eficiente según las necesidades de su plantación.