Hace algunos años, la tecnología de drones parecía ser una instalación inalcanzable para las comunidades agrícolas pobres, pero gradualmente, las cosas han cambiado mucho.
En la actualidad, los drones se utilizan en el campo de la agricultura para diversas operaciones agrícolas esenciales, como la gestión y el control de cultivos, la detección de malas hierbas, la programación del riego, la detección de enfermedades, la fumigación con pesticidas y la recopilación de datos de sensores terrestres.
El despliegue de drones en la agricultura de precisión es una tecnología rentable y que ahorra tiempo que puede ayudar a mejorar la productividad agrícola, el rendimiento de los cultivos y la rentabilidad de los sistemas agrícolas. Los drones facilitan el manejo agrícola, el monitoreo de malezas y el daño de plagas; por lo tanto, ayudan a enfrentar estos desafíos rápidamente.
Los drones se pueden usar de manera eficiente para pequeños campos de cultivo a bajas altitudes con mayor precisión y bajo costo que los aviones tripulados tradicionales. El uso de drones para la gestión de cultivos puede proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre una ubicación específica.
Además, los drones pueden ofrecer imágenes de alta resolución del cultivo para ayudar en el manejo del cultivo, como la detección de enfermedades, el monitoreo de la agricultura, la detección de la variabilidad en la respuesta del cultivo al riego, el manejo de malezas y la reducción de la cantidad de herbicidas.
Programación de riego
Se deben monitorear cuatro factores para determinar la necesidad de riego:1) Disponibilidad de agua en el suelo; 2) Necesidad de agua del cultivo, que representa la cantidad de agua que necesitan los distintos cultivos para crecer de manera óptima; 3) cantidad de lluvia; 4) Eficiencia del sistema de riego. Estos factores se pueden cuantificar utilizando drones para medir la humedad del suelo, la temperatura de las plantas y la evapotranspiración. Por ejemplo, la distribución espacial de la humedad del suelo superficial se puede estimar utilizando imágenes multiespectrales de alta resolución capturadas por un dron combinadas con muestreo terrestre. El índice de estrés hídrico del cultivo también se puede calcular para determinar las áreas con estrés hídrico utilizando imágenes térmicas de drones.
Detección de enfermedades de las plantas
Según las estimaciones, en los EE. UU., las pérdidas de cultivos causadas por enfermedades de las plantas dan como resultado una pérdida de ingresos anual de alrededor de $ 33 mil millones. Los drones se pueden utilizar para la teledetección térmica para monitorear los patrones espaciales y temporales de las enfermedades de los cultivos de forma presintomática durante varias fases de desarrollo de la enfermedad. Por lo tanto, los agricultores pueden reducir las pérdidas de cosechas. Por ejemplo, las imágenes térmicas aéreas se pueden usar para detectar el desarrollo en etapa temprana de hongos transmitidos por el suelo.
Mapeo de la textura del suelo
Las propiedades del suelo, como la textura del suelo, pueden indicar la calidad del suelo, lo que a su vez influye en la productividad de los cultivos. Las imágenes térmicas de drones pueden cuantificar la textura del suelo midiendo las diferencias en la temperatura de la superficie terrestre en condiciones climáticas relativamente homogéneas.
Mapeo de labranza y cobertura de residuos
Los residuos de cultivos son esenciales en la conservación del suelo al proporcionar una capa protectora en los campos agrícolas que protege el suelo del viento y el agua. Es necesaria una evaluación precisa de los residuos de cultivos para la implementación adecuada de las prácticas de labranza de conservación. Las imágenes térmicas aéreas pueden explicar claramente más del 95 % de la variabilidad de la cantidad de cobertura de residuos de cultivos en comparación con el 77 % que se obtiene con imágenes visibles y de infrarrojo cercano.
Asignación de mosaicos de campo
Los sistemas de drenaje de tejas eliminan el exceso de agua de los campos y, por lo tanto, brindan beneficios ecológicos y económicos. El monitoreo eficiente de los desagües de baldosas puede ayudar a los agricultores y administradores de recursos naturales a mitigar mejor cualquier impacto ambiental y económico adverso. Al medir las diferencias de temperatura dentro de un campo, las imágenes térmicas de drones pueden brindar oportunidades adicionales en el mapeo de mosaicos de campo.
Mapeo de madurez de cultivos
Los drones pueden ser una tecnología práctica para monitorear la madurez de los cultivos para determinar el tiempo de cosecha, particularmente cuando no se puede cosechar toda el área en el tiempo disponible. Por ejemplo, se utilizaron imágenes visuales e infrarrojas de drones de áreas de prueba de cebada en Lundavra, Australia, para mapear dos etapas primarias de crecimiento de la cebada y demostraron una precisión de clasificación del 83,5 %.
Mapeo de rendimiento de cultivos
Los agricultores requieren una estimación temprana y precisa del rendimiento de los cultivos por varias razones, incluido el seguro de cultivos, la planificación de los requisitos de cosecha y almacenamiento, y el presupuesto de flujo de caja. Las imágenes de drones se utilizan para estimar el rendimiento y la biomasa total de los cultivos de arroz en Tailandia. Las imágenes de drones también predicen el rendimiento de los granos de maíz en las etapas de crecimiento de los cultivos de principios a mediados de temporada en Alemania.
Desafíos
Hay varios desafíos en el despliegue de drones en AP:
- Las cámaras térmicas tienen una resolución deficiente y son caras. El precio oscila entre $2000 y $50 000 según la calidad y la funcionalidad, y la mayoría de las cámaras térmicas tienen una resolución de 640 píxeles por 480 píxeles.
- Las imágenes aéreas térmicas pueden verse afectadas por muchos factores, como la humedad de la atmósfera, la distancia de disparo y otras fuentes de radiación térmica emitida y reflejada. Por lo tanto, la calibración de los sensores aéreos es fundamental para extraer temperaturas superficiales científicamente confiables de los objetos.
- Las lecturas de temperatura a través de sensores aéreos pueden verse afectadas por las etapas de crecimiento del cultivo. Cuando las plantas son pequeñas y escasas al comienzo de la temporada de crecimiento, las mediciones de temperatura pueden verse influenciadas por la reflectancia de la superficie del suelo.
- En clima adverso, como viento extremo, lluvia y tormentas, el despliegue de drones en aplicaciones de PA es un gran desafío. En estas condiciones, los drones pueden fallar en sus misiones. Por lo tanto, los drones pequeños no pueden operar en condiciones climáticas extremas y ni siquiera pueden tomar lecturas durante estas condiciones.
- Uno de los desafíos críticos es la capacidad de los drones livianos para transportar una carga útil de alto peso, lo que limita la capacidad de los drones para transportar un sistema integrado que incluye múltiples sensores, cámaras térmicas y de alta resolución.
- Los drones tienen una batería de corta duración, generalmente menos de 1 hora. Por lo tanto, las limitaciones de potencia de los drones son uno de los desafíos del uso de drones en megafonía. Otro desafío, cuando los drones se utilizan para cubrir grandes áreas, es que deben regresar muchas veces a la estación de carga para recargarlos.