Proyección del futuro de la Agricultura en el 2.035




Un nuevo cuaderno de campo y el centro regional que lo gestiona

Category : Informatica · by Abr 13th, 2017

 

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Otra de las funciones a destacar en los nuevos vehículos agrícolas, que trabajan en el año 2.035, es que van cumplimentando automáticamente el viejo “Cuaderno de Campo”. Se sigue manteniendo el nombre, desde que en su origen, allá por el 2.010, se inició la recogida de datos de una manera sistemática, sobre los trabajos a realizar en cada parcela, aunque el alcance que tiene actualmente es conceptualmente muy diferente. Realmente estos nuevos vehículos, son unas verdaderas estaciones científicas de captación de datos, gracias a la cantidad de sensores que tienen instalados y a su variabilidad técnica.

Hoy disponemos en cada parcela de una gran base de datos (Big-Data), con toda la información imaginable. Con el último software que implantamos, tenemos definida una cuadricula con una resolución de 1 metro x 1 metro (para hacernos una idea, en una parcela de 100 Ha, tenemos una base de datos de 1.000.000 de registros). La razón de implantar este nuevo software y esa resolución tan de detalle, es probar los sensores de los que están equipados los drones que trae el nuevo tracmata.

Dispone de dos drones, uno especializado en características físico-químicas del terreno y el otro, equipado con sensores adaptados, a analizar características biológicas de los cultivos y por supuesto todo ello con resolución de 1 x 1 metro. Estos drones y el resto de sensores que actúan en la parcela, envían su información georreferenciada al ordenador central de la explotación, y con estos datos, se va completando un sofisticado cuaderno de campo.

Modelo Digital Terreno

Superficie (X-Y-Z) Modelo Digital del Terreno

 

A parte de la clásica información geográfica de (X, Y, Z), con la que obtenemos un perfecto modelo digital del terreno, que nos servirá, entre otras cosas, para ver en qué parcelas es necesario realizar un refinado de la superficie. A la base de datos se le añade toda la información que se recoge, a través de los diferentes sistemas que actúan en la parcela. Esta es una información viva, ya que a partir de sembrar la tierra, los cambios que se producen en ella son constantes y pretendemos que la parcela este monitorizada de forma regular.

 

 

Agricultura de Precisión

Vuelo Dron, analizando el terreno

Tres son las fuentes de datos para esta tarea. Por un lado toda la maquinaria que trabaja en ella, tracmata, cosechadoras, pulverizadores, etc., tienen sus cámaras de alta resolución multiespectrales, monitores de rendimiento y sensores especializados. Por otro, disponemos de drones que se manejan desde una furgoneta específica, dotados de sensores especiales para situaciones concretas. Por último, la cámara de las mismas prestaciones técnicas, que está situada en la cabeza del pívot y que a petición del técnico, realiza un barrido de toda la parcela. En uno de nuestros pívot, a modo experimental, hemos colocado cámaras a lo largo del brazo del pívot, espaciadas 30 metros y que actúan cuando el pívot está regando, con ellas obtenemos en todo momento una información de detalle del cultivo.

Lo importante a tener en cuenta, es que esta base de datos se alimenta y se procesa de una manera automática, los humanos ya no tenemos que prestar atención al Cuaderno de Campo, por otro lado sería imposible, dado el enorme volumen de datos de los que estamos hablando.

 

En el ordenador central de control de nuestra explotación, existe un software experto, que basándose en la información acumulada en esta base de datos. En datos climatológicos de la parcela, suministrados en tiempo real, por las estaciones meteorológicas automatizadas que existen repartidas por toda la explotación, y de las características biológicas de la semilla utilizada. Va realizando un seguimiento preciso de la evolución del cultivo.

Este programa genera patrones de cada parcela-cultivo, que en función de la aplicación, bien sea abonado, correctores o tratamientos químicos, se los traspasa a las diferentes máquinas, de tal forma que estas realicen una aplicación selectiva en la parcela, con el importante ahorro en producto y tiempo que esto significa.

 

Una parte destacada de esta información, pero con una resolución de 10 x 10 m, es enviada automáticamente al Centro Experimental de datos en Agricultura de Precisión (CEDAP), que tiene la Junta de Castilla y León en Palencia. Este centro está dotado con un macro ordenador, denominado CICERON[1], con una capacidad de cálculo de 8,5 x 1016 Flops, unas 2.600 veces más potente que el Caléndula, joya de la corona en superordenadores en la región durante más de dos décadas.

[1] Marco Tulio Cicerón, 106 a.C. fue un jurista, político, filósofo, escritor, y orador romano. Es considerado uno de los más grandes retóricos y estilistas de la prosa en latín de la República romana. Una de sus famosas reflexiones, por la que se le hace este pequeño homenaje es “La agricultura es la profesión propia del sabio, la más adecuada al sentido y la ocupación más digna para todo hombre libre”.

 

A este ordenador llegan datos en tiempo real, de las estaciones automatizadas que tiene la Junta y las explotaciones agrarias, de sistemas satelitales, de los vehículos que tienen los agricultores trabajando en parcelas agrícolas de toda la región, y de los vuelos específicos del escuadrón de drones que tiene la propia Junta. Este sistema, dadas las características específicas de su hardware y sobre todo del software en gestión de agricultura de precisión, es uno de los más avanzados en agricultura de Europa, no en vano Castilla y León es la región agrícola más extensa de Europa.

Calendula

Superordenador CALENDULA (Castilla y León)

 

Los datos de interés agrícola se clasifican en diferentes bloques, datos meteorológicos, datos geográficos, datos hídricos, datos edafológicos, datos productivos (aquí se incluyen datos en semilla, abonado, fitosanitarios y producciones) y datos biológicos del estado de las plantas.

Estación de medida

Estación meteorológica automatizada

El centro, está conectado con los mejores institutos meteorológicos del mundo, con los que comparte y analiza las previsiones. Los actuales modelos meteorológicos[2] a corto y medio plazo, están obteniendo un altísimo grado de acierto, estos modelos a nivel global, son refinados con los datos locales que obtiene el CEDAP, de su amplia red de estaciones meteorólogas automatizadas. Con esta información el centro pone a disposición de los agricultores de la región, previsiones diarias y semanales con un grado de acierto del 98%, y otras previsiones mensuales y trimestrales, con precisiones menores.

[2] A menudo existe confusión entre tiempo y clima. El tiempo es el estado de la atmósfera en un sitio particular durante un corto periodo de tiempo, mientras que el clima se refiere al patrón atmosférico de un sitio durante un periodo largo, lo suficientemente largo para producir promedios significativos. La meteorología estudia el tiempo, mientras que la climatología estudia el clima; ambas son ciencias atmosféricas.

 

Es cierto que todavía no podemos controlar la meteorología, y por tanto no podemos hacer llover donde queramos y cuando queramos, esto posiblemente se tarde muchísimo en conseguir, pero si podemos alterar parcialmente esta meteorología. Se han realizado múltiples experimentos, en los que se puede provocar la lluvia, con el empleo de láseres potentes, o sembrando nubes con partículas para acelerar la condensación de gotas.

Con ello podemos conseguir, por ejemplo, inducir que llueva con anterioridad a cualquier evento público de importancia. Se podría utilizar para asegurar que los rayos caigan lejos de las áreas sensibles, como aeropuertos o centrales eléctricas. O para evitar o desviar huracanes. En todo caso son técnicas muy costosas, que se utilizaran puntualmente en acciones singulares. Por tanto en agricultura debemos conformarnos, con que aumente la precisión de los modelos locales, que no es poco.

 

Con los datos geográficos, se elabora en el centro un modelo digital del terreno en alta resolución de toda la Cuenca Hidrográfica del Duero, que se va actualizando en tiempo real, con los datos procedentes de las fuentes referenciadas anteriormente. Esta información, junto con las previsiones meteorológicas a medio y largo plazo, sirve para alimentar un modelo hidrológico de fusión-pluviometría-escorrentía. Su función principal es, tener en todo momento, controlado con bastante precisión la disponibilidad futura de agua en la región.

Presas

Principales presas en Castilla y León

 

Esta información es de vital importancia para planificar cada campaña de riego, prever a lo largo de la época de lluvias, los posibles riesgos de inundaciones en parcelas agrícolas y núcleos habitados y analizar puntas de caudal en ríos y arroyos. Con todo ello podemos valorar la disponibilidad de agua en la cuenca.

El agua, como todos sabemos, es un recurso de máxima importancia, en general para toda la sociedad y en particular para la agricultura de Castilla y León. Por tanto conocer su disponibilidad temporal, su distribución espacial y su volumen, es clave para planificar una agricultura de precisión y de máxima producción. La estrategia a seguir es, utilizar al máximo todos los recursos hídricos, de los que se dispone en la región a lo largo del año, evitando cualquier despilfarro y optimizando el uso de los excedentes.

Para ello se ha creado una completa red de mini-embalses de regulación, de balsas superficiales y subterráneas de almacenamiento, y de redes de tuberías de gran caudal, que se pueden utilizar como trasvase entre comunidades de regantes. Este completo conjunto de infraestructuras hídricas se diseñó estratégicamente, para tener controlada y regulada toda la cuenca y recargar acuíferos repartidos por la región en épocas de excedentes.

 

Suelo, edafologia

Esquema de diferentes capas en suelo agrícola

Con los datos edafológicos, se pretende realizar un seguimiento de la calidad de los suelos agrícolas, ya que, a este punto se le está dando una gran importancia en la región. No solo para poder controlar y evitar en lo posible, la desertización de las tierras en Castilla, sino para garantizar el necesario mantenimiento o aumento en la productividad agraria para futuras generaciones. Con este objetivo, se realizan intensas campañas, con el fin de concienciar a todos los agricultores, que el balance de masas, o dicho de otra manera, la diferencia entre lo que introducimos y lo que sacamos en nuestras tierras, sea un balance positivo y evitar así la esquilmación del recurso más importante de la región como es el suelo agrícola.

Los suelos en zonas áridas y semiáridas, tienen una tendencia a fatigarse, a perder su estructura y, en consecuencia, su fertilidad. El término fatiga del suelo podría definirse, como la pérdida de vigor y rendimiento productivo de las plantas, cuando se efectúa un cultivo reiterado sobre un mismo suelo. Los factores que llevan a esta fatiga son variados, los hay de tipo químico, biológico y físico. Los agricultores han tratado de mantener la estructura del suelo, con aportes de materia orgánica. Este método por sí solo, es insuficiente, debido a que el ritmo de degradación de la estructura del suelo, supera al de creación de estructura mediante la materia orgánica aportada.

Las nuevas estrategias que se están ensayando para mantener estos suelos, son principalmente: Incorporación de restos de cultivo de cosechas anteriores al suelo. Fomento del desarrollo radicular del cultivo, mediante técnicas de bioingeniería sobre las plantas a utilizar. Aplicación de una nueva generación de productos para mantener y mejorar la estructura del suelo, productos activadores o potenciadores de la micro-fauna y micro-flora del suelo. Adecuado manejo del proceso de fertirrigación, con estrategias de abonado que minimicen las pérdidas de nutrientes, como aportes según demanda, o empleo de fórmulas fertilizantes a medida de las necesidades del cultivo.

 

Imagenes plagas

Técnicas de imagen, en el control de plagas

Otra de las funciones más destacadas del centro, es establecer un control de la sanidad de los cultivos y animales, de tal forma que prevé la aparición y posible extensión de plagas o enfermedades, emitiendo alarmas preventivas automatizadas a las explotaciones agrícolas-ganaderas conectadas.

Una de las más completas y fundamentadas estimaciones de las pérdidas de la agricultura mundial, sitúa en dos terceras partes de la producción potencial, las pérdidas de cosecha debidas a plagas, enfermedades y malas hierbas y que con los métodos actuales, sólo somos capaces de evitar la mitad de esas pérdidas por término medio.

Para ello, hace uso de la amplia red de estaciones de la que ya hemos hablado, pero sobre todo, de la información de la sanidad de los cultivos, que suministran en tiempo real, todos los vehículos de nueva generación que actúan sobre el terreno. Si en algún momento se tienen indicios de algún brote, automáticamente se envía un dron especializado, adaptado con biosensores específicos para ese brote, que analiza su extensión y pone en marcha un sistema de alarmas preventivas, a los agricultores de la zona implicados.

De la misma manera en todas las explotaciones ganaderas existen equipos especialmente diseñados para realizar un control sanitario de la explotación, de tal forma que desde el CEDAP se lleva un riguroso control de la sanidad de la cabaña ganadera de toda la región.

 

Otra de las especialidades más interesantes que tiene el centro, es la de coordinar las investigaciones que llevan a cabo los diferentes laboratorios de investigación de la región, principalmente universidades, en todo lo relacionado con la actividad agrícola, y muy especialmente en biotecnología y nueva maquinaria. El centro en sí mismo, no realiza investigación propia, ya que su misión fundamental, es la de coordinar la información del sector, desde una elevada plataforma independiente, y poder ofrecer al sector, un nuevo y fundamental insumo, para poder conseguir los exigentes objetivos de eficiencia que se esperan de él.

La información en su sentido más amplio, se ha convertido en uno de los factores de producción básicos en cualquier actividad económica. En la riqueza de las naciones, Smith[3] consideró la manera en que se fijan los precios individuales de los productos, para ello estudió los factores de producción clásicos: la tierra, el trabajo y el capital, e investigó las fortalezas y debilidades del mecanismo de mercado, para obtener esos precios. Sin duda, si hoy tuviera que escribir de nuevo su libro, tendría que añadir un cuarto factor a su ecuación, que es la información o quizá mejor dicho el conocimiento.

[3] Adam Smith, (1.723-1.790) fue un economista y filósofo escocés, uno de los mayores exponentes de la economía clásica. Adam Smith basaba su ideario en el sentido común. Frente al escepticismo, defendía el acceso cotidiano e inmediato a un mundo exterior independiente de la conciencia. Smith creía que el fundamento de la acción moral no se basa en normas ni en ideas nacionales, sino en sentimientos universales, comunes y propios de todos los seres humanos.

 

Sistema de Informacion Geografico

Diferentes capas en un S.I.G.

El CEDAP y su ordenador, constituye el mayor Sistema de Información Geográfica (SIG) de la región, ya que además de todos los datos con especial interés agrícola, que es el objetivo último del centro, dispone también de todos los posibles datos de interés sobre el territorio, en él se añaden toda la red de carreteras, red hidrográfica, instalaciones tanto eléctricas, telefónicas, de datos, etc., núcleos de población, creando una de las mayores bases de datos sobre el territorio de la península, al que acceden todo tipo de usuarios tanto profesionales como particulares.

Este SIG, en especial, se le había incorporado, toda la información viva, que un ciudadano, podía esperar obtener en un territorio, se había incorporado la información procedente del Catastro, del SIGPAC, de los diferentes registros administrativos tanto rústicos como urbanos. Todos los sectores, se benefician de un producto de estas características, sectores como los bienes raíces, la salud pública, la defensa nacional, el desarrollo sostenible, los recursos naturales, la arqueología, la ordenación del territorio, el urbanismo, el transporte, la sociología o la logística entre otros.

La cartografía clásica ha dejado paso a los nuevos métodos, la cartografía 4D con el fin de realizar el seguimiento del movimiento en el espacio y el tiempo. La incorporación de la variable tiempo, a las tres dimensiones espaciales (X, Y, Z), añade una potencialidad, que va más allá de la realidad, ya que recoge los procesos dinámicos de los elementos representados.

Por ejemplo, imaginémonos las posibilidades que ofrece un SIG que permite ralentizar y acelerar el tiempo de los procesos geomorfológicos y ecológicos, de la zona en la que nos encontramos. Estaremos inmersos en una verdadera máquina del tiempo, ya que a nuestro alrededor y gracias a las gafas de realidad virtual, podríamos ver nuestro entorno retroceder hasta encontrarnos con nuestros primeros antepasados “homo antecesor”, si es que los hubo en la zona, o ver pasar a nuestro lado un pequeño grupo de dinosaurios, también veremos cambiar la flora y la fauna, la orografía, y la climatología.

Las grandes redes de sensores, tanto en el mundo agrícola, como en el urbano, generan información geográfica en tiempo real, que debe procesarse en tiempo real, con las técnicas de Big-Data. Toda esta red ha sido posible, gracias a una tendencia muy positiva que se está dando en la sociedad, y es la adopción de código abierto, tanto en la administración pública, como en la enorme comunidad de colaboradores y voluntarios que con su trabajo desinteresado, hacen posible que esta información sea útil a toda la sociedad.

 

 

 

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