De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas (ONU), en los últimos años la población del mundo ha crecido de 2 mil 600 millones de personas en los años 50 a 7 mil 300 millones de personas en 2015, además, se estima que para 2030 la población mundial será de ocho mil 500 millones de personas, estas cifras han provocado que la industria alimentaria y obviamente la agrícola desde hace algunas décadas utilicen la tecnología para mejorar su rendimiento, las grandes máquinas recolectoras, los tractores mecanizados o los sistemas de fumigación les han permitido aumentar la producción, con la llegada del siglo XXI las herramientas para analizar las características del suelo se volvieron comunes entre los productores agrícolas, estos estudios permiten monitorear variables como la humedad o los nutrientes del suelo, así como identificar y erradicar plagas de los cultivos, esto permitió que la agricultura de precisión se convirtiera en una práctica constante en la agricultura moderna. Entre las tecnologias utilizadas, los drones han sido fundamentales para el desarrollo de la agricultura moderna, principalmente para dos actividades: el mapeo de los cultivos y el monitoreo remoto de los mismos (teledetección).
Pero, ¿qué es un dron? La palabra “dron” es un término acuñado a partir de la palabra inglesa drone, que significa abeja macho sin aguijón (abeja zángano), se le conoce así debido al ruido característico que despiden estos vehículos en vuelo. Hablar de drones o vehículos aéreos no tripulados (VANT) hace algunos años estaba reservado para un selecto grupo de investigadores y la milicia; sin embargo, gracias a los avances tecnológicos relacionados con la miniaturización y disminución de costos de los componentes electrónicos, el desarrollo de baterías con mayor capacidad, y la creación de motores más pequeños y ligeros permitió que este tipo de vehículos se volvieran populares y su uso tuviera un crecimiento exponencial.
¿Cómo se usan?
Anteriormente las imágenes aéreas de los campos eran obtenidas vía imágenes satelitales o por medio de avionetas; cualesquiera de las formas antes mencionadas representaban un costo considerable, por lo que no todos los agricultores eran capaces de costear dichos estudios. Con la popularización de los drones se encontró una solución, de menor tamaño, de bajo costo y fácil de operar para llevar a cabo la misma actividad, la información obtenida o que puede ser inferida a partir de las mediciones de los sensores embarcados en los vehículos aéreos no tripulados son muy variadas. La teledetección mediante VANT´S nos permite monitorear fenómenos físicos a distancia, y estimar la producción de los cultivos al medir diferentes variables del mismo, humedad del suelo, estrés del cultivo, plagas, necesidad y cantidad de fertilizante, clima, estado de maduración del cultivo, etcétera.
Para poder medir cada una de las variables necesarias para mejorar su productividad, los agricultores instalan de manera conjunta o separada tres tipos diferentes de sensores: cámaras electroópticas, cámaras infrarrojas o cámaras multiespectrales.
Las cámaras electroópticas captan la luz visible, éstas permiten generar imágenes de alta calidad para después ser analizadas, comúnmente con el objetivo de generar ortofotos, las cuales son fotografías de una superficie terrestre libre de deformaciones y georreferenciada. Obtener un mapa del terreno cultivado permite analizar la evolución del mismo en búsqueda de posibles zonas erosionadas, analizar el crecimiento de los cultivos u optimizar la distribución de agua.
Las cámaras infrarrojas y multiespectrales facilitan el estudio de las plantas, mediante el uso del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada o NDVI por sus siglas en inglés, el cual permite estimar la cantidad, calidad y desarrollo de las plantas, para poderlo calcular es necesario obtener información de la banda roja visible y de la banda del infrarojo cercano (NIR), una vez estimado el NDVI, basta con encontrar los puntos que tienen índice más bajo para identificar las plantas estresadas debido al ataque de plagas, por falta de nutrientes, daños ocasionados por caída de granizo o por congelamiento. Además del NDVI es posible calcular el Índice de Diferencia de Humedad Normalizado o NDMI, por sus siglas en inglés, este índice permite estimar las zonas del cultivo con mayor o menor humedad, lo cual facilita la planeación del riego del campo.
Para realizar las mediciones, se utilizan dos tipos diferentes de drones, los de ala fija o los de ala rotatoria, los primeros se mantienen en vuelo debido a la fuerza de sustentación producida por el flujo de aire que se genera en la parte inferior y superior de la superficie alar, son, básicamente, los aviones convencionales a escala, este tipo de vehículos son utilizados debido a que son capaces de mantenerse en vuelo durante periodos de tiempo largos, y, por lo tanto, pueden cubrir grandes superficies, característica muy útil en agricultura. Los vehículos de ala rotatoria son los VANT’s con mayor aceptación en el mercado civil, su facilidad de manejo y relativo bajo costo los han situado como una de las plataformas favoritas para prácticamente cualquier aplicación, dependiendo del peso del equipo embarcado, se componen por cuatro, seis u ocho rotores, debido a que se mantienen en el aire gracias a la fuerza de sustentación generada por la suma o combinación de cada uno de los rotores; a mayor número de rotores, mayor capacidad de carga y debido a su excelente maniobrabilidad, este tipo de aeronaves son utilizadas para tomar fotografías con cámaras multiespectrales o para aplicar insecticida en las zonas que lo requieran.
Actualmente el desarrollo tecnológico se enfoca en la creación de sistemas robóticos cooperativos compuestos por drones y vehículos terrestres autónomos o semi-autónomos, de esta manera, los drones entregan información sobre la posición de zonas estresadas del cultivo, y los vehículos terrestres aplican el tratamiento adecuado.
En conclusión, ya sea verificando la salud de los cultivos o aplicando tratamientos antiplagas, los drones son de vital ayuda para la agricultura global, por lo que se espera que su uso crezca de manera exponencial en los próximos años.
Referencias
Colomina, I., & Molina, P. (2014). Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing: A review. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 92, 79–97. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2014.02.013
Krishna, K. R. (2018). Agricultural Drones: A Peaceful Pursuit. Waretown, NJ, USA: Apple Academic Press Incorporated.
Ram Kumar, R. P., Sanjeeva, P., & Vijay Kumar, B. (2018). Transforming the Traditional Farming into Smart Farming Using Drones. Proceedings of the Second International Conference on Computational Intelligence and Informatics, , 589–598. https://doi.org/10.1007/978-981-10-8228-3_54
Una población en crecimiento. (2019, 13 mayo). Recuperado 26 junio, 2019, de https://www.un.org/es/sections/issues-depth/population/index.html
