Aporte de la ingeniería en agrimensura a la agricultura de precisión (página 4)

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Georreferenciación

Conceptos básicos

La Georreferenciación se basa en la identificación de todo los puntos del espacio mediante coordenadas referidas a un único sistema mundial.

La Georreferenciación resuelve dos grandes cuestiones simultáneamente:

1) permite conocer la forma, dimensión y ubicación de cualquier parte de la superficie terrestre o de cualquier objeto sobre ella 2) permite vincular información espacial proveniente de distintas fuentes y épocas, condición necesaria para el desarrollo de los sistemas de información territoriales o geográficos

La idea de vincular los puntos de la superficie terrestre a un único sistema de referencia no es nueva. La novedad es que a partir de las tecnologías actuales (GNSS) es posible utilizar un sistema de referencia único, mundial y obtener una relación costo-beneficio favorable.

Para que la Georreferenciación pueda expandirse ampliamente, dando lugar a toda su potencialidad, es necesario contar con un sistema de apoyo adecuado, el que puede estar integrado por distintos tipos de componentes: ?

?

? ? puntos con coordenadas, de acceso público, ubicados a no más de 40 km entre si y que cuenten con referencia acimutal estaciones permanentes, que permitan corregir las observaciones efectuadas por el usuario, ya sea en tiempo real o diferido transmisión de efemérides precisas sistemas de comunicación satelital para transmisión de correcciones

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73 La implementación de la georreferenciación requiere ciertas normativas. No se debe olvidar que se pretende correlacionar información procedente de distintas fuentes, lo que requiere criterios compatibles y el uso de un lenguaje común.

Criterios en georreferenciación con GNSS

1) La primera cuestión es establecer la precisión que se necesita en las coordenadas 2) A partir de ello, se debe elegir el instrumental y el método de medición, tales que, respetando la precisión exigida, reduzcan el trabajo sólo a lo necesario 3) Partir de un punto que reúna las siguientes condiciones: a. b. c. d. coordenadas confiables, garantizadas por entidad responsable precisión adecuada ubicado a distancia compatible con el instrumental y el método a utilizar si se parte de un punto cuyas coordenadas están expresadas en un antiguo sistema de referencia, es decir, distinto al actual y oficialmente establecido, debe tenerse en cuenta que al efectuar la transformación de esas coordenadas al marco de referencia actual se utilizan parámetros de transformación, los cuales contienen errores que inevitablemente influyen en las coordenadas obtenidas e. debe recordarse que cualquier error en el punto de partida se traslada a todo el levantamiento

4) Siempre debe existir algún método de control. 5) Si se requiere georreferenciar un levantamiento a dos puntos de coordenadas conocidas:

a) los datos existentes están expresados en dos dimensiones, es decir, en un plano; en tal caso es suficiente relevar dos puntos, resolviendo gráficamente con un punto la ubicación y con otro la orientación, o bien calculando matemáticamente parámetros de transformación; sin embargo es conveniente relevar más puntos para poder contar con control y mejorar la calidad de los parámetros de transformación b) los datos existentes son tridimensionales, en tal caso es necesario relevar al menos tres puntos para calcular parámetros de transformación, aunque sigue siendo válida la idea de mejorar el cálculo relacionando mayor cantidad de puntos

6) Es posible combinar la medición con GNSS y el uso de medios terrestres de levantamiento. Será necesario resolver la manera de efectuar las transformaciones de coordenadas de un sistema local al sistema general y/o viceversa. 7) Siempre debe especificarse el marco de referencia al cual corresponden las coordenadas. Valores de coordenadas sin marco de referencia conocido pueden ser fuente de importantes errores.

75 La Agricultura de precisión "Para los hombres de coraje se han hecho las empresas."

José de San Martín (25/02/1778 – 17/08/1850)

76 Cuestionario

1 – ¿A qué se le llama Agricultura de Precisión (AP)? 2 – ¿Porqué hace 20 años no se podía hacer AP y ahora sí? 3 – ¿Cuáles son las tareas agrícolas vinculadas a la AP? 4 – ¿Cuál es la precisión necesaria en cada una de ellas y como se obtiene esa precisión?

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1 – ¿A qué se le llama AP?

1- En la actualidad, las técnicas o actividades que se conocen como Agricultura de Precisión toman diferentes definiciones y conceptos, por ello es lógico que existan varias concepciones relacionadas al tema. Es indispensable para nosotros citar algunos autores y profesionales involucrados en el tema, para luego poder desarrollar un concepto desde el punto de vista de la Agrimensura que pueda ayudar al entendimiento y alcance de esta nueva actividad agrícola.

Conceptos: ? “Es la acción de manejar una chacra a una escala espacial menor a la superficie de la misma”.

Dr. Richard Plant (2002). ? ……….”sin embargo, la "Agricultura de precisión", o "Agricultura por micro parcelas", como sería una designación mas lógica, aunque menos atractiva desde el punto de vista publicitario, es algo mucho más sencillo, a la vez que bastante más complicado de poner en práctica hasta sacarle el máximo provecho: dar a cada zona del campo cultivado el tratamiento agronómico más apropiado, tanto desde el punto de vista económico-productivo como del ambiental”.

¿Utopía o realidad?- Por: Miguel del Campo Serrano (España). ? “Es el uso de la tecnología de la información para adecuar el manejo de suelos y cultivos a la variabilidad presente dentro de un lote. La agricultura de precisión involucra el uso de sistemas de posicionamiento global y de otros medios electrónicos para obtener datos del cultivo. La información obtenida puede usarse para implementar planes de manejo de la variabilidad. Junto a la biotecnología, la agricultura de precisión es uno de los cambios tecnológicos más importantes que ha vivido la agricultura en los últimos años”.

La Agricultura de Precision en la cosecha –Por: Ing. Agr. Rodolfo Bongiovanni, Ph.D. (Trabajo preparado para la Revista IDIA del INTA, Diciembre 2003).

? “Es la utilización de modernas herramientas capaces de facilitar la obtención y análisis de datos georreferenciados, mejorando el diagnóstico, la toma de decisiones y la eficiencia en el uso de insumos. Mayor producción con sostenibilidad del ambiente productivo”.

Autores: Ing. Agr. Mario Bragachini, Ing. Agr. Axel von Martín, Ing. Agr. Andrés Méndez-(Proyecto Agricultura de Precisión INTA Manfredi). ? …… “se posicionaría satelitalmente el campo con GPS para establecer la localización espacial de las dosis de los insumos a aplicarse. La aplicación de los fertilizantes y agroquímicos se regirían por las dosis variables georreferenciadas, lo que significa que en suelos más deficientes en un mismo sector automáticamente se aplicaría más dosis, es una forma actualizada para establecer rendimientos promedios estables, permitiendo corregir el pH y la lixiviación de elementos por no tener una textura homogénea el campo sembrado. Próximamente se establecerán satélites específicos para contrarrestar éstas deficiencias. La fumigación la realizarán los aviones computarizados, que satelitalmente le indicarán al sistema digitalizado la aplicación de las dosis correctas de acuerdo a la incidencia de las plagas y enfermedades que controlen; con lo cual lo podrán hacer durante la noche cumpliendo regulaciones actualizadas. Al término del cultivo entrarán las cosechadoras que mantienen monitores de rendimiento con GPS incorporado para la confección de mapas y establecimiento de producción por campo trabajado, estableciendo de esta forma un control de cosecha y reporte total del cultivo sembrado referenciándolo inmediatamente a un organismo superior de control”.

(Ministerio de Agricultura y ganadería) Por Ing. Pablo Rizzo Pastor. ? “Conceptualmente la Agricultura de Precisión es una nueva forma integrada de gerenciamiento de la información de los cultivos, basada en la existencia de la variabilidad espacial y temporal de la unidad mínima de manejo en la agricultura tradicional”.

Por Saraiva. Año 2000. ***

Tal vez el título “Agricultura de Precisión” pueda ser abarcativo en su definición. Puesto que creemos que hacer agricultura en forma precisa fue siempre la inquietud de todo agricultor, en todos los tiempos.

Simplemente, los avances tecnológicos mejoran la calidad en los resultados de cada tarea agrícola de una época a otra, haciendo obsoleta las técnicas y herramientas antiguamente usadas.

Por dar un ejemplo, podemos citar palabras pertenecientes a un libro “tan antiguo” como la Biblia donde en la parábola del sembrador (Mateo 13 y 8) en la cual se remarca

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78 la importancia de la ubicación o sector en donde la semilla debería ser sembrada manifestando así las consecuencias de la variabilidad espacial en los rendimientos del cultivo. Es más, el labrador que ciertamente trabajaba la tierra con su buey, lo hacía caminando sobre toda su propiedad, obteniendo así la información por apreciación propia acerca de las cualidades y potencial de sus tierras tomando las decisiones en el momento partiendo de una base constituida por su valoración o cálculo respecto de la producción espaciada sobre su terreno. En aquella época, esto fue hacer Agricultura de Precisión. La limitante que presentaba esta manera de trabajo fueron las reducidas extensiones de aplicación de aquellas herramientas (hoy en día consideradas rudimentarias) y el alto costo del esfuerzo humano que conllevaba el manejo de las mismas. Con la llegada de la mecanización dentro de la tecnología agrícola, se posibilitó al agricultor abarcar grandes extensiones, minimizando tiempo y trabajo humano, las desventajas de estas nuevas tecnologías es que no era rentable aplicarlas o usarlas en pequeños predios por lo que se comenzó a trabajar en valores promedios por lotes, obviando la variabilidad presente en cada uno de ellos. ¿Fueron estas tecnologías más precisas que las anteriores citadas? ¿Puede la minimización de costos y mayor rentabilidad, hacer de la agricultura una actividad más precisa? Nosotros creemos que la agricultura antigua permitía al productor conocer de modo directo las diferentes características que presentaba su suelo, por esto era más precisa, pero debido a las extensiones era más limitada respecto a su producción y correspondiente rentabilidad económica. En cambio, con la mecanización se logra una mayor superficie de trabajo, economía en esfuerzo humano y tiempo, logrando así una importante rentabilidad económica comparada con la época premecanizada, pero como vimos se pierde en precisión en cuanto al tratamiento dado a las tierras. Una vez aclarado esto podemos ir dando una primera definición o un primer punto de vista en cuanto al concepto de Agricultura de Precisión (AP). Lo que hoy en día se conoce como AP es una actividad que tiene como principales objetivos conocer con una determinada precisión la variabilidad del suelo sin disminuir la superficie de trabajo, vinculando unívocamente las variables que intervienen en la parcela, logrando la sustentabilidad productiva del suelo, regulando el impacto ambiental promoviendo la conservación del recurso suelo y por último obteniendo un aumento en la rentabilidad económica del productor. Citando a Emilio Gil “la AP es efectuar la intervención correcta, en el momento adecuado, y en el lugar preciso”. Esta definición, que en si misma no aporta nada nuevo, engloba todos aquellas parámetros relacionados con la agricultura de precisión. Efectuar la intervención significa aportar la dosis de nitrógeno adecuada, depositar la cantidad de semilla necesaria o distribuir la cantidad de fitosanitario requerida, el momento adecuado está

79 relacionado con la mayor o menor automatización de la acción, es decir, el poder modificar las cantidades de producto anteriormente relacionadas en el instante que ello sea necesario, y no únicamente al inicio de la labor, y si todo ello se realiza en el lugar preciso, teniendo en cuenta no solo la variabilidad entre parcelas, sino también la variabilidad intraparcelaria, de más difícil gestión, estamos consiguiendo los objetivos que implícitamente aparecen en la definición. Queremos recalcar nuevamente que hacer AP va más allá de contar con una tecnología moderna; sino la de usar está como una herramienta más para que con su aporte podamos vincular su aplicación con las demás tareas propias de la actividad agronómica. En la actualidad esas herramientas que permiten diferenciar y registrar los distintos ambientes, son los Sistema Satelitales de Navegación Global, que otorgan coordenadas mundiales para cada punto sobre la superficie de la tierra, permitiendo de esta manera vincular todos los datos que surjan del predio y administrar la relación de éstos. Definición y valor intrínseco de la AP “La AP que algunos autores definen como agricultura satelital, otros como la agricultura del futuro, otros como la agricultura de máquinas precisas, otros más abarcativamente como la agricultura por ambientes o el manejo sitio específicos de los insumos y factores que manejan la productividad y calidad de los cultivos. Otros indican que es la tecnología que permite avanzar en los procesos de trazabilidad de los productos; algunos técnicos ven a la agricultura de precisión como un gran aporte para la gestión ambiental, otros ven esta tecnología como apta para el manejo de gestión empresarial y la gran mayoría ve a la agricultura de precisión como una herramienta para incrementar las ganancias de su empresa”. Ing. Agrónomo Mario Bragachini “8º Curso Internacional de Agricultura de Precisión y 3º Expo de maquinas precisas” *** 2 – ¿Por qué hace 20 años no se podía hacer AP y ahora sí? Como mencionamos anteriormente, creemos que desde siempre se realiza agricultura de manera precisa, solo que la precisión está condicionada por la tecnología disponible en cada momento. Los G.N.S.S. tuvieron origen a fines de la década del ´70, con un uso militar, siendo éste reducido o limitado para terceros. A partir de la década del ´90 este sistema se liberó para uso civil. Este sistema permite, en breves palabras, ubicar un punto cualquiera de la superficie terrestre a través de tres coordenadas únicas. La agricultura, en la actualidad, utiliza esta herramienta para poder superponer o solapar datos obtenidos en las distintas etapas agronómicas y de esta manera convertirse en información de sectores con características diferentes.

Se relaciona entonces la nueva tecnología de posicionamiento con las modernas maquinarias agrícolas, convirtiéndolas en un todo que proporciona una nueva forma de producción.

Toda esta actividad agrícola vinculada a los sistemas de posicionamiento globales es lo que hoy lleva como título “Agricultura de Precisión” que como mencionamos anteriormente, dos décadas atrás no se podría haber llevado a cabo, debido a que la tarea de obtener la enorme cantidad de información en forma espacial hubiese resultado un trabajo de gran magnitud, encareciendo el tiempo y los costos; es decir toda la información recolectada habría sido aislada, sin poder ser relacionada, y en consecuencia las decisiones no podrían haber sido correlacionadas.

En la actualidad, la importancia de los GNSS no solo recae en poder georreferenciar altos volúmenes de información, sino también en que existe una marcada tendencia a aumentar cada día más las precisiones de los datos obtenidos, como así también a abaratar el costo final en la adquisición de dichos datos. De todas maneras, vale recalcar nuevamente que, es cierto que se facilita día a día el manejo de los distintos dispositivos que permiten geoposicionarse en todo momento y en la mayoría de los lugares, siendo que ya no es necesario ser un perito en la materia para utilizar estas modernas herramientas; lo que es ilógico, es creer que el uso de estos aparatos nos proporcionan el verdadero conocimiento y el máximo alcance de su funcionalidad; es decir, saber realmente cómo y qué medimos, que calidad o precisión realmente tiene dicha determinación, etc.

Un ejemplo válido sería, creer que saber colocar inyecciones me convierte automáticamente en un médico.

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3 – ¿Cuáles son la tareas agrícolas vinculadas a la AP?

"La AP en la Argentina ya pasó la primera etapa de exploración y se encuentra en la segunda etapa de adopción (el 20% de las cosechadoras argentinas ya pueden mapear el 30% del área cosechada); hoy como en todas las tecnologías existen productores innovadores que ya desde el año 97/98 utilizan el monitoreo con mapeo de rendimiento posicionado con GPS. En estos años cosecharon una gran cantidad de información sobre la variabilidad natural cuantificada con la productividad de los principales cultivos, o sea, conocen como responde cada ambiente de su campo en soja, maíz, trigo y girasol; partiendo de esa información ya caracterizaron los ambientes (análisis de suelo según ambiente), y en algunos casos, hasta manejan los insumos en forma variable, como son la genética, la densidad, la fertilización nitrogenada, correcciones de PH, correcciones de fósforos, manejos del azufre y la influencia varietal de algunos cultivos de acuerdo a la profundidad de la napa freática, o bien, profundidad de tosca, etc. También esa información georreferenciada constituye un elemento de gestión y control, cuando los trabajos son realizados por terceros (como los pooles de siembras por ejemplo)."

Ing. Agrónomo Mario Bragachini “8º Curso Internacional de Agricultura de Precisión y 3º Expo de maquinas precisas”

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81 Estas palabras, citadas por el Ingeniero Bragachini, detallan como la AP va evolucionando día a día, incorporando gradualmente a ella todas las tareas agrícolas tradicionales: cosecha, pulverización, fertilización, fumigación, siembra, detección de plagas, muestreos de suelos, etc. Es decir, las tareas agrícolas vinculadas a la AP están siendo paulatinamente levantadas, analizadas y ejecutadas por está, y en un tiempo no muy lejano sería extraño que alguna tarea agrícola no esté incluida en esta actividad.

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4 – ¿Cuál es la precisión necesaria en cada una de ellas y como se obtiene dicha precisión?

Todas las tareas agrícolas requieren una precisión acorde a sus necesidades.

En rigor, la AP posee diversas maneras de obtener y manejar información para una determinada actividad agrícola; dicha información va a estar determinada según sea el instrumental usado, la metodología y el fin que persigue representar o ejecutar; por ejemplo: la cosechadora al levantar el cultivo proporciona datos del rendimiento, que podríamos tomarlo como un relevamiento del cultivo producido, entonces para dicha tarea la precisión requerida se basará en torno a las dimensiones de la maquinaria (que en el ancho y el largo ronda la decena de metros), la topografía del lugar, el mismo cultivo, etc. Todos estos parámetros nos hacen pensar que una precisión adecuada en el geoposicionamiento de la cosecha rondaría de 5 a 15 metros, aproximadamente. El por qué de esta determinación se explicará más adelante.

Otro ejemplo podría ser la etapa de siembra, en este caso si tenemos en cuenta que; si se dispone de un mapa de prescripción, es decir, un mapa en el cual el lote esta diferenciado por ambientes y a cada uno de los cuales se les asigna una determinada cantidad de semilla y fertilizante, considerando que las pasadas contiguas de la sembradora no deben superponerse o dejar espacios ("chanchos") en el lote, ya que esto jugaría en contra económicamente debido al mal uso o "replanteo de los insumos". Por todo esto se puede evidenciar que la precisión buscada será distinta a la anterior, llegando a precisiones más exigentes, o hablando técnicamente, se requerirán precisiones centimétricas.

A través de este par de ejemplos se evidencia que debido a la diversidad de metodologías, instrumentales, teorías y técnicas que utiliza la AP, la calidad del posicionamiento irá variando según sea su propósito, basándose siempre en la idea de mejorar cada una de las tareas agrícolas por realizar.

Más adelante, en el capitulo "Etapas de la Agricultura de Precisión" realizaremos un detallado análisis de cada una de las tareas agrícolas manejadas por esta actividad, estudiando la metodología utilizada, las precisiones obtenidas y los fundamentos de estas precisiones logradas. Es aquí donde la agrimensura aparece como una herramienta necesaria para optimizar el manejo de toda la información georreferenciada.

Etapas de la Agricultura de Precisión “Organizar la agricultura según la mente de la Constitución moderna es organizar su libertad. La única intervención que, según ese código, pueda ejercer la ley en este ramo de la industria nacional debe tener por objeto desembarazar de toda traba y obstáculo al trabajo agrícola, facilitando todos los medios de poner a su alcance los opulentos recursos y manantiales de riqueza que presenta nuestra tierra digna del nombre Argentina, que lleva como símbolo expresivo de su riqueza incomparable””

Juan Bautista Alberdi (Sistema económico y rentístico de la confederación Argentina según su Constitución de 1853)

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84 El principio de actuación en el que se fundamenta la agricultura de precisión es perfectamente adaptable a cualquier otra actividad tras una primera fase de determinación de las necesidades, o lo que es lo mismo toma de datos y acopio de información, se pasa a una segunda fase de análisis e interpretación de los datos obtenidos para, a partir de ellos, establecer un procedimiento de actuación de acuerdo con las necesidades cambiantes en el tiempo y en el espacio. Según este esquema general, pueden establecerse dos tipos fundamentales de organización de la Agricultura de Precisión: el primero de ellos podemos catalogarlo como un sistema cíclico o cerrado, en el que las diferentes fases tienen lugar en diferentes períodos de tiempo, mientras que el segundo tipo se puede definir como una secuencia lineal, abierta y en la que las fases coinciden prácticamente en el tiempo. El primero de los sistemas se fundamenta en la utilización de cartografías de predicción acumuladas a lo largo del tiempo, como ser los mapas de prescripción; mientras que el segundo podemos definirlo como una aplicación diferencial modular en tiempo real, por ejemplo los sensores de control de malezas, que independientemente del geoposicionamiento, detectan, analizan y actúan simultáneamente.

85 Primera Etapa

Determinación o Recolección:

En esta etapa nos limitaremos a tratar sólo las variables o aquel tipo de información que pueda ser georreferenciada con instrumental propio de la agrimensura y con la precisión adecuada de cada actividad, ya que toda información no georreferenciada escapa a nuestro propósito. De todas maneras, en el futuro se apunta a que toda información agronómica quede plasmada en un SIG.

Actividades:

1) Topografía: como mencionamos en el capítulo “Conceptos Aplicados” la variable topográfica es claramente imprescindible, dada la importancia que toma ésta en múltiples tareas o factores. Entendemos que la responsabilidad y calidad lograda en los resultados del relevamiento topográfico debe ser considerada de primer nivel. Una de las etapas ineludibles para la implementación de la AP, en un establecimiento agrícola, es la realización de modelos digitales de terrenos (MDT), a partir de relevamientos topográficos georreferenciados que permitan conocer con adecuada precisión el relieve del predio. La información que proviene de esta tarea es muy rica y variada, ya que algunos de los beneficios que otorgan los MDT son: ? ? ?

? ?

? ? Conocer hacia donde escurren las aguas superficiales. Conocer sectores altos y bajos del predio. Poder estimar la pérdida de suelo que se ocasionaría por no realizar prácticas conservacionistas. Conocer las superficies laborables del predio. Que el productor pueda contar con un plano de información propio de su predio en el que se plasmen alambrados, caminos, lotes entre otros. Poder proyectar un sistema de riego por gravedad. Poder proyectar un sistema de terrazas, etc. El relevamiento se puede realizar de distintas maneras, no sin antes investigar la ubicación geográfica del lote y sus posibles accidentes topográficos (lagunas, arroyos, elevaciones, depresiones) a través de la información cartográfica disponible (mapas de suelo, cartas topográficas, fotos aéreas, imágenes satelitales, etc. A partir de esto, es muy importante el reconocimiento riguroso del terreno por parte del agrimensor, o sea, que el profesional “camine” o recorra personalmente el predio para poder evaluar la metodología a utilizar en función de la tecnología disponible.

Un elemento importante a tener en cuenta, considerando el instrumental y la metodología a utilizar, es la ubicación de un punto fijo que se encuentre en las cercanías del lote, siempre y cuando sea confiable en sus coordenadas y pueda ser accesible, en tiempo y forma, ya que éste será utilizado para su posterior vinculación a un marco de referencia oficial determinado (por ejemplo POSGAR ’94).

86 a) Por topografía tradicional con Estación Total (ET) Metodología: si se da el caso de contar sólo con una ET, la forma más adecuada de realizar el relevamiento será a través de la radiación; es decir, estacionar en algún lugar del lote que sea lo más alto posible para tener una mejor visibilidad para poder cubrir mayores extensiones y así reducir la cantidad de cambios de estaciones a realizar, ya que cada estacionamiento del instrumental producirá inevitablemente una propagación de errores. La forma de medición sobre el terreno tomará una forma de cuadrícula, con un espaciado homogéneo a criterio del Agrimensor según las características del lote, sin dejar de lado los accidentes topográficos relevantes, como ser cambios bruscos de pendientes (quiebres), arroyos, depresiones, cárcavas, etc., en los cuales se densificarán los puntos a medir, teniendo en cuenta los puntos bajos, altos, comienzo, fin, curvas, intersecciones, de modo de poder representar de la mejor manera esta realidad en el modelo digital final. Considerar desde luego, todos aquellos aspectos culturales existentes en el predio (caminos, alambrados, desagües, construcciones, molinos, etc.). Las precisiones para cada uno de estos aspectos serán, desde luego, determinados por el profesional a cargo. A nuestro criterio las precisiones del relevamiento no pueden excederse de los 5 cm a 10 cm, o sea, carecería de sentido buscar una mejor precisión que los 5 cm para esta actividad, debido a las características propias de la superficie topográfica al ser esta irregular, por ejemplo medir al centímetro un poste de alambrado es irrevocablemente absurdo. Una precisión inferior a los 10cm podría no informar adecuadamente de aquellas pendientes existentes en el terreno. Para lograr que la información sea georreferenciada deberá vincularse el relevamiento a un punto perteneciente a algún marco de referencia. Este trabajo se puede realizar mediante una poligonal que permita transformar las coordenadas locales a coordenadas globales. Esto nos permitirá sentar las bases de un futuro Sistema de Información Geográfico (SIG). Este vínculo al marco de referencia trae aparejado una degradación de la precisión del MDT debido a dos cosas, por un lado el error propio del punto del marco de referencia y por otro lado el error que se producirá en la medición o armado de la poligonal, este será mayor cuanto más estaciones deban realizarse para lograr el propósito. b) Recorriendo con un receptor de GNSS. Para comenzar, no es recomendable realizar un MDT mediante el uso de navegadores, debido a que estos hoy día no logran las precisiones (tanto planimétricas como altimétricas) requeridas citadas anteriormente para este tipo de tarea. Si se cuenta con instrumental de posicionamiento satelital (siendo GPS el más difundido), debemos tener en cuenta que la única manera de poder lograr las precisiones pretendidas es realizando el posicionamiento con fase relativo, si solo se trabaja con una sola frecuencia (L1) y un solo receptor, se deberá estar a una distancia no mayor de 10 km aproximadamente de alguna estación permanente, si contamos con dos receptores uno se utilizará como base y el otro como remoto; ambos no pueden estar distanciados más de 20 Km. Si se cuenta con un instrumento que posea las dos frecuencias (L1/L2) se puede estar a centenares de kilómetros con el receptor remoto respecto de la estación permanente o el punto base. Mencionamos esto ya que hay instrumentos que solo cuentan con una sola frecuencia de la banda L1, siendo este el “piso” necesario para poder medir a través de estos sistemas.

87 Suponemos que se cuenta con un receptor que se utilizar como base y otro como remoto. La metodología a seguir será: primero ubicar el receptor base en un lugar despejado de árboles u otras interferencias que nos garantice una adecuada recepción y configuración de satélites. Con el receptor remoto se recorrerá el predio levantando puntos distribuidos sobre éste adecuadamente, sin perder de vista obviamente los accidentes topográficos. Las precisiones que se obtienen con L1 con la metodología en post-proceso son de, a lo sumo 4cm, pero hay que considerar que este método presenta limitaciones operativas intermedias. Si contamos con instrumentos con L1/L2 y también con antes o estaciones permanentes, podremos garantizar que las precisiones pueden alcanzar el centímetro,

c) Sistema LIDAR

Este es un sistema de escaneo láser que permite obtener con la pasada de un avión, que cuente con este sistema, por encima del establecimiento y realizar un “barrido” de la topografía del predio. El posicionamiento se logra ya que el avión cuenta con un sistema de GNSS. Queremos recordar que las cartas topográficas generadas por el IGM en la década del ‘60 están expresadas en coordenadas Gauss-Krüger y que el marco de referencia de las mismas es CAI 69. Esto implica que además de que el marco en el que están expresadas no es el actualmente oficial, el sistema de proyección traerá aparejado una inevitable deformación que se incrementa a medida que se aleja del meridiano central de la faja a la que pertenezca. Por otro lado, debido a que la superficie topográfica es dinámica, la información representada puede estar desactualizada. Por todo esto, no creemos adecuado trabajar sólo con este tipo de información; recalcamos que nos parece de gran importancia contar con un Modelo Digital de Terreno. Quizás, desde nuestro punto de vista, atribuimos que la topografía permite conocer hacia donde escurren las aguas superficiales; conocer sectores altos y bajos del predio y vincular esta información con la erosión que podría generarse en el predio, entre otras cosas. Desde el punto de vista agronómico, esta información cobra relevancia en factores muy importantes, como por ejemplo el rendimiento: sectores bajos o con bajas pendientes tienen la capacidad de acumular más agua, que las lomas o pendientes pronunciadas, la presencia de agua en el perfil en determinados momentos del cultivo, son primordiales para obtener un buen rendimiento del mismo. La topografía tiene gran influencia sobre algunas propiedades de los suelos, por el simple hecho de que la misma es uno de los cinco factores de formación de suelo. El suelo puede ser considerado como una determinada combinación de sus factores formadores. Esta concepción del suelo fue expresada por primera vez por Jenny en 1940 según la siguiente ecuación:

S = f (cl, o, r, p, t).

Representando "S" al suelo, "f" es una función, "cl" al clima, "o" a los organismos, "r" al relieve (Topografía), "p" a la roca madre y "t" al tiempo.

No queremos destacar a la topografía por sobre las demás variables, sino que creemos que es un elemento de gran importancia e imprescindible para la toma de decisiones.

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2) Monitoreo de rendimiento.

El monitoreo de rendimiento es posible debido a que las cosechadoras cuentan con sensores que permiten medir el flujo de grano por unidad de tiempo, humedad del grano, velocidad de avance de la cosechadora y ancho de corte del cabezal. Pero todo esto carece de sentido sino se cuenta con el posicionamiento de la máquina, para ello se le introduce a la cosechadora un receptor GPS, el cual trabaja con posicionamiento con código C/A y corrección diferencial DGPS. Ahora sí, toda la información puede vincularse mediante las coordenadas, de esta manera al levantar la cosecha se están tomando muestras de rendimiento puntual (recordemos que cada punto con sus coordenadas, estará representando un área, que será función de la velocidad de avance y el ancho del cabezal) lo que nos permite visualizar el rinde obtenido en distintos sectores del lote alcanzando una determinada precisión.

Ya hemos mencionado el equipamiento necesario para la creación del mapa de rendimiento, ahora explicaremos la manera en que se logra el mismo: los sensores de rendimiento y humedad de grano, entregan información luego de un lapso de fracción de tiempo, esa información nos brinda el rendimiento obtenido en el área cosechada que vendrá dada como el ancho del cabezal (se conoce) por la distancia avanzada (esta es, velocidad de avance por tiempo). Esta información se vincula con la información obtenida del GPS, es decir, se le otorgan coordenadas a los rendimientos obtenidos dentro del lote. Por lo tanto, el lote cosechado presentará un grillado de puntos; los cuales cuentan con la información del posicionamiento planimétrico y como tercera coordenada, el rendimiento. Se definen rangos de rendimientos y haciendo uso de algún método apropiado de interpolación se puede lograr el mapa de rendimiento. En estos últimos, hablar de precisión, nos hace tener en cuenta otros factores que escapan a la determinación de las coordenadas; debido a que estás se obtienen con un receptor funcionando mediante el

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posicionamiento con código C/A, que si se realiza una corrección con DGPS, se obtiene una precisión de 0.4 m a 1m. Al ubicarnos en el contexto de que el receptor se encuentra sobre una cosechadora que avanza en un terreno irregular, a una velocidad que no es constante, que tiene un ancho de trabajo mínimo de 6 metros, etc., vemos que la precisión mencionada es suficiente.

¿Por qué no ser más preciso desde el punto de vista del posicionamiento? En esta variable, tiene mayor importancia la precisión que puedan tener los sensores de rendimientos, estos nos brindarán un valor de rendimiento que representarán un área, es decir, las coordenadas del punto caerán dentro de ese área y por lo tanto mayor precisión seria en vano, no seria aprovechada, ya que esas coordenadas estarán vinculadas con un único valor de rendimiento y mientras el valor coordenadas sea interno a la región con ese rendimiento se satisface la precisión. De todos modos, deberá adoptarse un criterio para la ubicación de las coordenadas, es aconsejable que las coordenadas sean las del centroide del área cosechada.

¿Podrían ser utilizadas precisiones inferiores? Trabajar con navegadores para el monitoreo de rendimiento no sería algo aconsejable, debido a que las precisiones planimétricas del posicionamiento con este instrumental son de alrededor de 10 m (15 m en altimetría), lo que estaría generando un incremento en la incertidumbre de la ubicación del punto tanto en altimetría como en planimetría. Si tenemos en cuenta que el receptor se encuentra en el centro de la cosechadora y que el ancho del cabezal de la misma es de 12 m por ej, es decir, 6 m a cada lado del centro de ella, podríamos estar vinculando al rendimiento coordenadas que estén fuera del área cosechada. Podríamos concluir, a nuestro criterio, que la precisión para el geoposicionamiento del rendimiento estaría dentro un rango de 1 a 5 m. En la actualidad, existen en el mercado navegadores capaces de brindar una precisión de 5 m en planimetría, en condiciones óptimas, precisión que creemos adecuada para este trabajo. El mapeo de rendimiento es realmente valorable cuando la información lograda permite que el productor o agrónomo tome mejores decisiones de manejo. Para que los mapas de rendimiento puedan ser de utilidad concreta en el diagnóstico agronómico acertado, debe existir un profundo conocimiento de los alcances de la información georreferenciada y además de la cuantificación de la variabilidad del rendimiento de un cultivo que posee un lote, a partir de ello se pueden planificar ensayos en el gran cultivo que pueden ser analizados con alguna ventaja sobre los métodos tradicionales de evaluación: ? ?

?

? ? El mapa de rendimiento ofrece una vista en planta Permite la obtención de mayor cantidad de resultados (promedios totales, parciales, datos puntuales, etc). Permite el análisis de factores de manejos no planteados, que se manifiesten espontáneamente al realizar el mapa y al retroceder en la información con la planilla del cultivo del lote, encontrar la posible causa de manejo y cuantificarla. Permite realizar seguimientos a través del tiempo. Posibilita realizar correlaciones con otras bases de datos georreferenciadas.

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90 Las coordenadas a las que se le asignarán los rendimientos, son coordenadas del tipo geográficas o elipsóidicas, debido a que ellas, según nuestro criterio, nos permiten una mejor y rápida manera de interpretar los datos.

Nota: En el punto anterior hemos mencionado distintas maneras de lograr un Modelo Digital de Terreno (MDT). Puede surgir como idea la realización del mismo partiendo de los datos de posicionamiento obtenidos con una cosechadora. Para justificar que no creemos adecuado realizar este MDT a través de la cosechadora, nos valdremos de dos cosas: la primera sería el instrumental con el que se realiza el posicionamiento, el cual logra una precisión de cada punto que no es acorde para tal fin, y segundo es por el hecho de que en el momento en que se realiza la cosecha, no se tendrá el criterio de densificar o tomar más puntos en los lugares apropiados que necesiten mayor detalle. Es decir, los accidentes topográficos no podrán ser relevados con una adecuada rigurosidad, ya que el instrumento de la cosechadora estará seteado para tomar puntos en intervalos iguales de tiempo. Para que sea más claro, el MDT no sólo implica tomar datos del terreno, sino que es más importante tener un criterio claro de relevar aquellos puntos necesarios para el armado del mejor modelo representativo del relieve.

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3) Análisis de suelo (muestreo de suelo por zonas homogéneas).

Este tipo de muestreo es discreto, es decir, tomamos muestras puntuales en las que se evaluarán distintas propiedades del suelo, con el fin de asignar una continuidad de las mismas a una región o extensión determinada, por algún método de interpolación. En este punto se busca determinar la variabilidad de las características físicas, químicas y biológicas que se puedan presentar en un predio. La implementación de esta técnica no es reciente sino que proviene desde tiempo atrás; en la cual la modalidad de trabajo era realizar varias muestras en lotes tomando distintos criterios, como ser realizar un grillado, tomar muestras al azar, o bien intentar tomar muestras representativas de un lote. Luego con los resultados obtenidos se realizaban promedios. En la actualidad, esta modalidad ha cambiado en algunos aspectos, uno de los cuales es la posibilidad de asignar coordenadas al muestreo realizado (mediante el uso de navegadores GPS) y el otro aspecto es la posibilidad de realizar el muestreo contando previamente con alguna información, como podría ser un mapa de rendimiento, alguna imagen satelital, etc.; lo que le permitirá al productor determinar de antemano los lugares en los cuales realizar las muestras.

Según criterios agronómicos “el diseño de muestreo de suelos requiere de la respuesta de dos preguntas”

1. ¿Cuál es el objetivo del muestreo? 2. ¿Qué información previa existe del área?

91 Hemos encontrado algunos métodos que mencionaremos a continuación: ? ?

? ? ? ? Muestreo al azar simple. Muestreo al azar estratificado (sería el caso de contar con alguna división previa en sitio-especifico, y dentro de cada región realizar muestras al azar). Muestreo en grillas sistemáticas. Muestreo sistemático estratificado desalineado. Muestreo por juzgamiento (en este caso seria a criterio del evaluador) Muestreo adaptativo (se realiza en grillas y se densifica en sectores que se crean necesarios).

El objetivo solo es mencionar algunos métodos utilizados sin dar detalles de cómo se llevan acabo; sin embargo, se debe tener en cuenta que la elección del mismo es muy importante, ya que las coordenadas de los lugares de muestra serán la base de la futura interpolación a realizar, con el objetivo de obtener el mapa de suelo. Las variables analizadas a través de un muestreo de suelo son numerosas: ? ? ? ? ? ? ? Nitrógeno (N) Potasio (K) Fósforo (P) PH Materia Orgánica (MO) Profundidad de tosca Nivel de capa freática, entre otros De cada una de las variables enumeradas se podría realizar cartografía, y al utilizarse un solo método y un solo instrumental, podemos concluir que el geoposicionamiento de cada una de las variables se logrará con precisiones semejantes.

Las precisiones logradas en el posicionamiento de los muestreos son las que brindan los navegadores, que variarán entre los 5 metros (navegadores modernos, en condiciones óptimas) hasta los 15 metros. Desde nuestro punto de vista, esta precisión es suficiente, ya que la variabilidad de un suelo depende de muchos factores agronómicos y se da en regiones más amplias que estas precisiones. Cabe aclarar, que las coordenadas de los puntos estarán expresadas en coordenadas geográficas o elipsóidicas, debido a que permiten una mejor y rápida interpretación de los datos, que como mencionáramos anteriormente, este sería nuestro criterio, ya que las coordenadas podrían expresarse de cualquier otra forma. También deberá tenerse en cuenta que al momento de realizar la cartografía será necesario hacer una transformación al plano.

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92 4) Malezas, plagas y enfermedades. El rendimiento de un cultivo depende de múltiples factores, como ser la fertilización, riego, malezas, plagas, enfermedades etc.; por lo que deben considerarse con el fin de aumentar o intentar maximizar el mismo. Los productores vienen tratando este tema desde que se practica la agricultura y la AP dispone de un conjunto de técnicas que ayudan al tratamiento de esta problemática. Una de ellas es localizar el/los sectores que estén infectados por algunas de estas pestes, ya sea malezas, plagas o enfermedades, mediante las infestaciones de años anteriores, datos recogidos del monitor de rendimiento, datos provenientes producto del seguimiento del cultivo y del análisis visual del lote. El siguiente es un dato agronómico que creemos importante mencionar, “dado que las malezas tienden a diseminarse por semillas y/o vegetativamente, existe una alta probabilidad de que la infestación persista en el mismo sector del lote años posteriores”. Si bien hemos hecho hincapié en las malezas, el manejo y tratamiento desde el punto de vista de las coordenadas, de las plagas y de las enfermedades es similar. Se han realizado múltiples experiencias para el tratamiento de estas pestes y en una de ellas se realizó un mapa de malezas. La metodología aplicada fue relevar un lote con un móvil al que se le adaptó un sensor que puede detectar el índice NDVI (índice diferencial de vegetación normalizado), y aplicar herbicidas en sectores en los que detecte maleza. A este dispositivo se le agregó un navegador que permite obtener las coordenadas de los lugares en los que se aplicó herbicidas y en los que no se aplicó. De esta manera se pueden localizar los sectores infectados. En la generalidad de los casos, se utilizan como instrumental de posicionamiento a los navegadores, es decir, que nuevamente al igual que en los muestreos de suelos tendremos precisiones que variarán entre los 5 metros que logran los navegadores modernos, en condiciones óptimas (zona de despejada de árboles, buena configuración de satélites, tiempo necesario, etc.), hasta los 15 metros. Actualmente, es imposible detectar cada maleza en cada lote, por lo que los métodos de identificación deberán lograr un equilibrio entre la precisión de la localización, el tiempo y costo dedicado a su tratamiento. Nuevamente las coordenadas obtenidas serán expresadas en coordenadas Geográficas o elipsóidicas por motivos ya mencionados. *** 5) Mapas de suelo, Mapa de Napa y Mapa de tosca. El INTA, allá por la década del ’60, ha realizado un gran trabajo denominado Plan Mapa de suelos de la Región Pampeana. En ese entonces se utilizaron fotografías aéreas y la división de los suelos se realizó basándose en la 7ª aproximación de la taxonomía norteamericana de suelos (Soil Survey Staff, 1960) y la Clasificación de las Tierras por Capacidad de Uso (Klingebiel and Montgomery, 1966) como sistema interpretativo. Con toda esa información y siguiendo los tratados mencionados se realizó la división de los distintos tipos de suelos del país. Toda esta información fue plasmada en mapas temáticos, los cuales se apoyaron en el entonces marco de referencia oficial del país (CAI 69).

93 Esta cartografía es actualmente utilizada y consultada por productores y agrónomos, y no debe perderse de vista, que la información obtenida de estas cartas está desactualizada y en coordenadas planas (se ha utilizado la proyección Gauss-Krüger), y que además están expresadas en un Marco de Referencia que, en la actualidad, no es el Oficial. Por ello, vincular esta información con la obtenida de algún instrumento actual de posicionamiento requiere de un adecuado manejo de las coordenadas. Hoy día es muy común, generar gran variedad de mapas temáticos, por citar algunos ejemplos Mapa de Napa, Mapa de tosca, entre otros. Es importante dejar en claro que, para realizar un mapa georreferenciado es imprescindible tomar muestras a campo de la variable a determinar y posicionarse con el instrumental adecuado (según la precisión buscada); luego con dichas muestras se procederá a adoptar un método de interpolación que muestre, de manera continua, la variabilidad espacial del lote. Y como el objetivo es generar cartografía se utilizará una proyección (en argentina Gauss-Krüger) para dejar expresada dicha variabilidad sobre un plano. 6) Sensoramiento remoto del suelo y cultivo. Los avances tecnológicos en los últimos tiempos han sido muy variados, en el área de sensoramiento remoto se ha avanzado mucho en estos tiempos y obviamente como era de esperarse la AP se vale de estas técnicas y hace uso de ellas. Datos de sensores terrestres Los datos obtenidos por sensores terrestres se utilizan mayormente en investigaciones básicas, es decir, se emplean estos datos para estudiar las relaciones biofísicas de los cultivos agrícolas sometidos a algún tipo de estrés (nutricional, térmico o hídrico) con el comportamiento espectral y en determinadas bandas del espectro electromagnético. Datos de sensores aerotransportados A nivel suborbital la recolección de datos tiene como plataforma las aeronaves tripuladas. Entre los principales equipos sensores aerotransportados, existen las cámaras fotográficas, los generadores de imágenes (scanner), las cámaras de video y los radares. Operativamente, el sensor más importante es la cámara fotográfica que obtiene datos de alta calidad en una banda del espectro electromagnético que va de 350 a 900 nm. Datos de sensores orbitales En la agricultura convencional, en muchos cultivos se han utilizado datos obtenidos por sensores orbitales, para monitorear y mapear áreas agrícolas y se ha demostrado, comprobadamente, el gran potencial de esas imágenes. En relación a las fotografías aéreas, las imágenes de satélites presentan la ventaja de: a) ser repetitivas, es decir, periódicamente el satélite pasa sobre el área de interés y, no habiendo incidencia de nubes en la región, es posible obtener una imagen en cada pasaje; b) las imágenes son de bajo costo, comparado con el aero-relevamiento; c) las imágenes ofrecen una amplia visión de la región en estudio; d) la interpretación de imágenes de satélites está fundamentada en el criterio espectral. En la agricultura de precisión, las técnicas de manejo se aplican en una escala mucho más detallada, o sea, el terreno agrícola se fragmenta en pequeñas áreas que, en el

94 contexto de producción, forman unidades individuales. En ese caso, el uso de imágenes de satélites de baja y mediana resolución espacial, tiene el inconveniente de presentar resolución espacial mucho mayor que el de aquellas consideradas en el manejo del área. Se entiende por resolución espacial el área menor “vista” por esos sensores, que en las imágenes se denomina píxel (del inglés, Picture elements). En los sensores de mediana resolución espacial, los píxeles de las imágenes son en promedio de 20m x 20m, o sea, un área de 400 m2. Por ejemplo, una imagen del sensor TM del Landsat-5 presenta un píxel de 30m x 30m (900 m2). Uno de los aspectos de gran importancia en AP es la determinación de zonas homogéneas de manejo. Sólo a partir de esta zonificación se puede tener una idea clara de los matices del terreno y, consecuentemente, de las necesidades de cada punto del campo de cultivo. En este sentido, la aparición de satélites de alta resolución espacial y de satélites con sensores hiperespectrales presenta una perspectiva altamente promisoria de la utilización de tecnología de teledetección en agricultura de precisión, puesto que la mayoría de las técnicas utilizadas en este sistema requieren imágenes con alto nivel de detalle. Sin embargo, los problemas encontrados actualmente en el uso de datos obtenidos por estos sensores son el elevado costo de adquisición de estas imágenes y la pequeña área de cobertura de los satélites de alta resolución (11 x 11 km, Ikonos 16 x16 km Quickbird, 60 x 60 km Spot5, por ejemplo). La potencialidad de esta tecnología podrá ser utilizada siempre y cuando se logre una buena georreferenciación de la imagen con la que se trabaje. Será necesario para lograr este objetivo, la identificación en la imagen de puntos que cuenten con sus coordenadas globales conocidas o sea posible determinarlas, para luego, mediante el uso de algún software se pueda asignar la correcta ubicación de dicha imagen. Es muy importante tener en cuenta en la etapa de georreferenciación de la imagen, la precisión con la que se obtendrán los puntos de ajuste, ya que ella será función de la resolución de la imagen. Una vez logrado esto, la imagen quedará escalada y podrá cargarse al SIG para ser vinculada al resto de la información con la que se cuente.

En resumen:

Las tareas mencionadas son algunas de las que se utilizan en la etapa de recolección. El hecho de mencionemos estas variables no implica que sean las primordiales, solo que en ellas el geoposicionamiento es de vital importancia. Por ejemplo el clima, las temperaturas y las precipitaciones, entre otras, son variables agronómicas que no pueden obviarse pero ellas escapan a nuestros propósitos. Todas las tareas persiguen un mismo fin que es proveer información georreferenciada del lote en estudio. El hecho de que sean georreferenciadas es lo que hace posible el consiguiente armado de un SIG. Luego de esta etapa sigue la de analizar, a continuación intentaremos dar detalles de la misma.

Segunda Etapa:

Análisis de Datos:

En esta parte, toda la información disponible adquirida en una primera etapa, (determinación de necesidades, toma y acopio de datos) se reordenan y correlacionan entre sí, para representar de la forma más completa y precisa, todas aquellas variables agronómicas necesarias, que permitirán ajustar el diagnóstico adecuado a la realidad del lote.

¿Cómo se logra correlacionar o superponer toda esta información?

Si bien resulta imprescindible la obtención de información detallada que permita caracterizar y evaluar las heterogeneidades intraparcelarias y la fuente de las mismas, en muchas ocasiones, los problemas residen en el exceso de información y la falta de medios para su procesamiento. Ante este hecho, el desarrollo de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) y los simuladores de ayuda a la toma de decisión se presenta como un hecho primordial para el tipo de agricultura de precisión cíclica, en el que las diferentes etapas tienen lugar en diferentes períodos de tiempo.

Los SIG permiten superponer información obtenida a escalas diferentes de forma que la información correspondiente a una posición determinada de una parcela está formada por múltiples capas informativas superpuestas e interrelacionadas entre sí. Por ejemplo, el sistema posibilita el establecimiento de relaciones entre mapas de rendimientos elaborados en años diferentes a una escala determinada, con los datos obtenidos en la misma parcela en cuanto a profundidad del suelo y contenido de materia orgánica a otra escala diferente. En general, estos sistemas aglutinadores de información suelen comercializarse incorporados con los equipos receptores de la señal de satélite.

Un SIG destinado a su utilización con fines agrícolas debe poder: ?

? ?

? Integrar los datos de diferentes fuentes de información para transformarlos en mapas directamente utilizables. Aprovechar la información obtenida a partir de imágenes de satélites o fotos aéreas. Establecer mapas de actuación diferencial para las distintas operaciones culturales, es decir, integrar los modelos agronómicos de decisión con la información obtenida. Disponer de interfaces o "comunicadores" que permitan establecer relaciones directas con las distintas herramientas que intervienen (modelos agronómicos de ayuda a la toma de decisión, sistemas de GPS, etc.) y su posterior transmisión a los equipos capaces de realizar la aplicación modular.

En cuanto a los modelos agronómicos de ayuda a la toma de decisiones, el desarrollo de "software" específico capaz de simular, en función de las particularidades del medio, el desarrollo del cultivo, las necesidades de fertilizantes, el rendimiento potencial de la cosecha, el riesgo de afectación ante determinadas plagas o enfermedades; ha permitido el manejo cada vez mas preciso y adecuado del gran volumen de información disponible.

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96 Del correcto análisis de datos, se garantizan dos cosas: 1. Que toda aquella información recolectada sea aprovechada en su máximo sentido. Es decir, se interpretará cada dato aportado u obtenido, conociendo el origen de estos, diferenciando las distintas precisiones en el geoposicionamiento de cada variable y la importancia agronómica (según sea el caso) de cada una de ellas. 2. Se garantizará para la siguiente etapa (Actuación y/o ejecución) que el tratamiento dado al terreno sea el óptimo. En definitiva, esta etapa será realizada, desde luego, como una tarea multidisciplinaria, porque el fin de la misma es organizar todas las variables que interactúan y hacen a la situación del predio. Yendo de lo biológico a lo agronómico, de lo informático a lo económico, etc. *** Zonas de manejo: El análisis de datos apunta sobre todo a determinar las zonas de manejo a realizar sobre el terreno, debido a que las variables agronómicas y ambientales son espacialmente heterogéneas, la agricultura de precisión ha evolucionado como un método de producción en el que la variabilidad es identificada, cuantificada y manejada. Una vez que las causas de variación de productividad de una chacra han sido identificadas es necesario tomar las decisiones de manejo adecuadas. En algunos casos, la decisión de manejo no implica necesariamente la variación de un insumo a través de la chacra, sino sólo de un ajuste de la cantidad aplicada del mismo para mejorar la eficiencia en todo el cultivo. En otras situaciones puede darse que la variación de rendimiento de un cultivo esté asociada a un solo factor limitante principal, como en el caso de algún nutriente esencial para el cultivo que puede ser ajustado mediante alguna técnica de aplicación variable. Sin embargo, la formación del rendimiento de los cultivos es un proceso extremadamente complejo que involucra la interacción de varios factores bióticos y abióticos. En los casos en que más de un factor esté influenciando el rendimiento, o que diferentes factores influencien el rendimiento en distintas partes de la chacra, la situación es más compleja. La estrategia para enfrentar y superar este tipo de complejidad es encontrar los factores dominantes que limitan el rendimiento en determinadas zonas de la chacra. Desde este punto de vista, el objetivo central de la AP es entonces, la obtención de zonas de manejo definidas por sus factores limitantes del rendimiento, para ser manejadas de acuerdo a sus propiedades intrínsecas. La estrategia general consiste en la identificación de zonas en las chacras que puedan ser delineadas, agrupadas y manejadas similarmente a los efectos de optimizar la aplicación de insumos y las medidas de manejo para maximizar los ingresos. Es importante mencionar que las zonas de manejo no implican necesariamente recomendaciones de manejo diferenciales entre ellas o que las mismas sirvan para todas las aplicaciones de AP. Es también reconocido que las zonas de manejo pueden ser

97 bastantes diferentes dependiendo de las condiciones ambientales, el cultivo y el manejo de suelos utilizados. Por tanto, las zonas de manejo deberán ser analizadas, evaluadas y ajustadas en el tiempo, ya que las mismas no son necesariamente estáticas y posiblemente varíen ante cambios en las prácticas de manejo general de los productores. Pueden ser necesarios muchos años de datos para entender completamente las interacciones entre la variabilidad espacial y temporal en las propiedades de los suelos y la productividad de los cultivos. La investigación y los usuarios han propuesto varios caminos y fuentes de información para delinear esta zonas de manejo incluyendo los mapas de rendimiento, los mapas de suelos, la percepción remota, las fotografías aéreas, el muestreo de grillas, atributos topográficos y hasta el propio conocimiento del productor de su chacra. *** Geoestadística: La AP involucra la evaluación y manejo de la variabilidad en el campo, de tal manera que se produzcan cambios en las condiciones iniciales para optimizar la calidad y rendimiento de los productos. Lo anterior también implica, que el manejo de la variabilidad puede conducir a una reducción en los costos de producción y que dichas acciones de manejo, tales como la aplicación de niveles diferenciales de fertilización o distintas densidades de siembra, puedan ser controladas con mayor precisión. El mapeo de los datos es fundamental dentro de los procedimientos que encierra la AP. Sin embargo, debemos considerar que los mapas son abstracciones de la realidad, en donde los distintos elementos son representados por medio de líneas y polígonos. La utilización de los mapas ha sido tradicionalmente asociada a la ubicación de elementos en los mismos, sin embargo, actualmente, mediante los llamados Sistemas de Información Geográfica (SIG), el punto de vista ha variado hacia el resolver problemáticas que surgen al intentar realizar asociaciones de tipo espacial. De esta manera, han surgido distintas herramientas para evaluar dichas asociaciones espaciales, las cuales se caracterizan, principalmente, por poseer un enfoque cuantitativo. Es decir, contestar en términos numéricos si una variable posee alguna especie de patrón espacial, de tal manera que pueda ser representada o, si esta misma variable, puede ser asociada a otra(s) y así explicar el comportamiento productivo y de calidad de un cultivo en términos espaciales y temporales. Estas evaluaciones son la principal temática del área denominada “geoestadística”. Los datos a ser representados en un mapa pueden variar en su densidad de muestreo. Tal es el caso de los datos que son tomados en terreno para análisis de propiedades físicas de suelo o de concentraciones de fósforo, por ejemplo, en donde la captura se realiza considerando distintos tipos de grillas en el terreno. Tomando en consideración que dichos muestreos son puntuales dentro del terreno, por lo tanto discretos, el tipo de grilla puede variar en cuanto a su forma, siendo unas más útiles que otras. A este respecto, se ha señalado a los tipos de muestreo de grilla regular y al muestreo aleatorio como los menos adecuados para obtener un mapa de la o las variables bajo estudio.

98 Para representar las variables de interés y cuyos datos han sido obtenidos en una forma tal, es necesario llenar los espacios que no contienen información con datos estimados o también llamados “interpolados”.

Interpolación: A su vez, para la “interpolación” de la información es condición que los valores de la variable bajo estudio se encuentren asociados espacialmente, esto es, bajo el principio que “los lugares más cercanos poseen valores más parecidos para las variables”, fenómeno denominado autocorrelación. Sólo si existe esta asociación espacial o autocorrelación, tiene sentido o, más bien, es posible, desarrollar un mapa de interpolación, dado que en este caso, tendremos en dicho mapa zonas en las cuales la variable poseerá niveles más altos o más bajos. Ante esto, se puede asociar con una o varias respuestas de calidad o rendimiento del cultivo, actuando como variable principal o en conjunto con otra variable relacionada, en cuyo caso se habla de correlación espacial entre variables explicativas.

No siempre es tan evidente obtener una relación entre una variable explicativa y las variables de rendimiento y calidad y es necesario usar metodologías geoestadísticas sofisticadas para poder apreciar estas asociaciones.

De cualquier forma, es evidente que una densidad de datos de estas características permite un análisis más consistente de la variable medida, lo cual no siempre es posible, dependiendo de la variable en cuestión y la tecnología disponible, entre otras. Por lo anterior, es importante estudiar los métodos para la optimización de un muestreo en condiciones discretas.

Se debe señalar que hay dos condiciones fundamentales para que cualquier paquete computacional sea capaz de realizar un análisis de los datos: a) las que corresponden a una estructura consistente de datos, esto significa una organización de los mismos que permita su análisis sistemáticamente b) y a un ambiente de procesamiento interactivo, lo que se traduce en operaciones de análisis de mapas lógicamente secuenciadas, e involucra cuatro operaciones principales: ? ? ? ? Recuperación de una o más capas de mapa desde una base de datos; Procesamiento de los datos, según especificaciones del usuario; Creación de un nuevo mapa conteniendo los resultados del proceso; y Almacenaje del nuevo mapa en una base de datos para mapas posteriores. Es necesario remarcar que los datos que exhiben una alta dependencia espacial, y que son representados en los mapas, sirven para crear funciones de predicción robustas, lo cual, a su vez es necesario para predecir la rentabilidad del cultivo o establecer las medidas de manejo necesarias. Lo anterior, a diferencia de la estadística tradicional, hace posible localizar los lugares en donde se optimicen los manejos y con ello, la rentabilidad.

99 Tercera Etapa Actuar: Esta es la última etapa que hemos considerado, es la etapa en la que se toman las decisiones en base a toda la información que se pudo recabar. No está demás mencionar una variable que consideramos muy importante en la AP, que es el “tiempo”, ya que no es lo mismo un establecimiento que se inicia en la técnica de AP, a otro que tiene ya una historia en ella. La diferencia que encontramos entre estos establecimientos es que, los establecimientos que cuentan con varios años aplicando estas técnicas se basarán en experiencias propias de tomas de decisiones, y podrán sacar conclusiones sobre ellas que les servirán para las futuras. En este curso de la actividad, se procederá a implementar la respuesta del manejo a la escala y tiempo apropiados. En esta etapa es importante el desarrollo de las denominadas tecnologías de tasa de aplicación diferencial o de dosis variables (TDV), que corresponden al manejo específico del sitio, entre ellos están la aplicación variable de semilla de acuerdo al potencial productivo del suelo, la fertilización, el control de malezas, insectos y enfermedades, la aplicación variable de plaguicidas. La dosis variable es una de las herramientas que interesa a asesores y productores, en particular, ya que actualmente apunta a mejorar el manejo de los insumos, lo que dependerá del cultivo y del fertilizante que se utilice. Por ello, variar la dosis con éxito va a depender de los conocimientos que tengamos sobre rendimientos en los diferentes ambientes, el porcentaje de variabilidad del lote y del objetivo que persiga el asesor o productor. Algunos buscan obtener respuesta agronómica (en vez de una respuesta meramente económica) porque son dueños del campo y desean aportar rastrojos de calidad mediante el mayor aporte de fertilizantes, obteniendo de esta manera el máximo rendimiento. Hacer dosis variable sin tener en claro un objetivo podría llevar al fracaso de la tecnología. Todas las etapas son importantes, ya que las eventuales recolecciones de datos nos harán realizar un determinado análisis, y en base a él se realizará la toma de decisiones. Un error en la recolección, o un mal análisis nos haría llegar a malas decisiones. Por ello es importante trabajar con seriedad en cada una de ellas, pero no podemos perder de vista que está, la tercer etapa, es en la que se trabaja con los insumos (semillas, fertilizantes, fungicidas, herbicidas, etc.), y hoy día, el hecho de la desvalorización de nuestra moneda hace que se deba tener especial cuidado en la aplicación de los mismos. Quizás el rendimiento económico del cultivo esté más ligado a la correcta aplicación de los insumos (a la reducción de costos), que a los rendimientos que puedan obtenerse. Por ello veremos en este capítulo que en el posicionamiento para la siembra, o las pulverizaciones se trabaja con precisiones más elevadas que en las tareas de recolección.

1. Siembra variable.

Como está determinado, la siembra pertenece a la última etapa cíclica de la AP, siendo esto obvio ya que si fuese la primer etapa, lejos estaríamos de poder realizar una siembra precisa ya que no se contaría con información apropiada. Vimos que en las definiciones de AP se hace referencia a realizar un manejo diferenciado por ambientes dentro de un mismo lote, es decir definir subparcelas dentro del lote y en cada una de ellas realizar el manejo que corresponda. La división de las subparcelas proviene de las etapas de recolección y análisis, ahora en la tercera etapa es necesario poder realmente lograr ese manejo diferenciado. Ello se logra con la utilización de nuevas sembradoras que cuentan con un equipo de guiado GPS, y con los llamados mapas de siembra o prescripción. Los mapas de siembra contendrán las subparcelas y cada una de ellas se caracterizará por las cantidades de semillas y fertilizantes a aplicar. Lo que realizan las sembradoras de dosis variables, haciendo uso de las tecnologías con la que cuentan (software específicos, motores hidráulicos, equipo de posicionamiento, etc.) es interpretar el mapa según la ubicación que va ocupando la máquina y realizar las aplicaciones correspondientes

A modo de ejemplo, el siguiente podría ser el mapa de prescripción de un lote, en el que claramente las diferencias de colores están indicando las subparcelas y un determinado manejo especifico. Cabe aclarar que la determinación de los ambientes deberá ser una recomendación que realizará un profesional idóneo en el tema, conjuntamente con el productor con el fin de estudiar los costos de siembra, y obviamente las decisiones las harán basándose en toda la información disponible. En esta actividad, lo que requiere mayor precisión es el guiado de la maquinaria durante la siembra para evitar imperfecciones en el trazado de los surcos (sobre aplicaciones o chanchos). En función de nuestro criterio, la precisión variará entre los 5 a 30 cm, en función del cultivo o actividad que se quiera realizar y también por las características o alcance del instrumental a utilizar.

El guiado de la maquinaria se puede realizar de dos maneras diferentes, a través del piloto automático o del banderillero satelital, que se explicarán más adelante.

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101 2. Fertilización variable

La fertilización puede aplicarse en forma conjunta con la siembra si se dispone de la maquinaria adecuada y en este caso las precisiones estarán ligadas a la actividad más precisa, que en este caso es la siembra. Existen fertilizantes que se aplican una vez ya realizada la siembra. En algunos casos se aplica conjuntamente con la pulverización y la precisión disminuye comparándola si aplica en el momento de la siembra, logrando en este caso la precisión propia de un banderillero satelital. Para poder llevar a cabo la dosificación variable tanto en el momento de la siembra o posteriormente a ésta, se deberá generar un mapa de aplicación del fertilizante a utilizar, lo que conlleva un estudio, análisis y determinación de los distintos ambientes, tarea específica del ingeniero agrónomo o en algunos casos del mismo productor.

3. Tecnología de riego variable

La alta variabilidad espacial en las condiciones físicas de suelo se traduce en una desigualdad de agua de riego aplicado en el predio, problema que generalmente no es considerado tanto para el diseño de nuevas zonas de riego como en las ya existentes. Dichas ineficiencias en la aplicación del agua de riego finalmente conlleva a pérdida de fertilizante nitrogenado y posterior contaminación de los acuíferos contaminados por lixiviación de este (Best y Duke, 2001).

Sistema de aplicación

Es sabido, que la introducción de los avances en riego tecnificado han sido un importante factor para el desarrollo de la agricultura, optimizando un recurso limitado y dando seguridad de riego para la producción de cultivos. Es el caso de la aplicación variable de riego en pivotes, para lo cual se identifica la variabilidad espacial de los requerimientos hídricos bajo el área cubierta por el pivote, ya sea la existencia de diferentes cultivos o por diferentes condiciones de suelo. La aplicación de esta tecnología apunta a potenciar el objetivo del riego tecnificado en el sentido de la optimización del uso del recurso hídrico. El uso de información de percepción remota ha demostrado altas potencialidades sobre la base del uso de planos de vigor (NDVI) (*), no solo para el tema de manejo, sino también, en decisiones de cosecha. Se puede aplicar un criterio simple de sectorización, en base a la elección de lotes que presenten vigor medio – bajo y medio – alto según el índice de NDVI. (*)Normalized Difference Vegetation Index (Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada)

102 4. Control de Malezas, Plagas y Enfermedades con Dosis Variable 4.1. Terrestre Las pestes relacionadas con la producción agrícola incluyen las malezas, los insectos y las enfermedades, aunque la mayor proporción de pesticidas aplicados en agricultura es para el control de malezas. Los principales problemas ambientales que enfrenta la agricultura por el uso de herbicidas tienen que ver principalmente con la contaminación del agua superficial y sub-superficial. Mortensen (1999) indica que la población de malezas presenta variabilidad espacial a lo largo y a lo ancho de los lotes debido a la variabilidad en materia orgánica, textura del suelo, topografía y la interacción de todos estos factores con el manejo del cultivo, el tipo de cultivar sembrado y otras interacciones que existen dentro de un lote. La agricultura de precisión tiene el potencial de ser un sistema que no sólo protege el ambiente, sino que también es económicamente viable. Si aceptamos que el campo necesita insumos externos, también tenemos que estar dispuestos a aceptar que un insumo importante es la información. Esta actividad puede contribuir de muchas maneras a la agricultura sustentable a largo plazo, confirmando la idea intuitiva de que reduce la carga de agroquímicos sobre el ambiente, aplicando pesticidas solamente dónde y cuando se los necesita. a) Dosis variable de herbicidas aplicados al suelo La aplicación sitio-específica de los herbicidas es una necesidad obvia, ya que las dosis dependen de un conjunto de características del suelo que son variables, como ser la textura, materia orgánica, pH y capacidad de intercambio catiónico. Dado que cada familia de herbicidas tiene diferentes características químicas, el cambio en las características del suelo puede tener un efecto mínimo o pronunciado sobre el cambio en la dosis de herbicida. El objetivo de esta aplicación es "reducir la dosis en algunas áreas y aumentar la dosis en otras, según sea necesario" aunque hay que tener en cuenta que todo el lote recibe una aplicación de herbicidas. b) Dosis variable de herbicida post emergentes El objetivo de la dosis variable de herbicidas post emergente es "aplicar solamente en aquellas áreas donde están presentes las malezas". Algunos herbicidas actúan por el follaje, cualquier aplicación que no de en el blanco y que termine en el suelo, queda adherido a la superficie del suelo y se degrada, perdiendo su eficacia en el control de la maleza. El primer desafío de la aplicación de herbicidas post emergentes es localizar las malezas. Los mapas de malezas se pueden desarrollar a partir del conocimiento de infestaciones de años previos, los datos obtenidos con el monitor de rendimiento, los datos provenientes del seguimiento del cultivo, o por análisis visual por parte del aplicador. Dado que las malezas tienden a diseminarse por semillas, existe una alta probabilidad de que la infestación persista en el mismo lugar en años posteriores. Por lo tanto, la capacidad de dirigirse a un manchón de malezas identificado previamente, o la identificación de malezas sobre la marcha es un aspecto crítico para tener éxito en el manejo sitio-específico de las malezas.

103 Para realizar dosis variable de herbicidas post emergentes es fundamental realizar una identificación correcta de la infestación y de los manchones de malezas distribuidos en el lote. Para esta tarea se pueden recurrir a diferentes métodos. El método más usado en cultivos tradicionales es, probablemente, el uso de un monitor de rendimiento conectado con GPS, equipado con un "marcador", para mapear las áreas enmalezadas. Esta información se puede analizar posteriormente en un SIG y tomar decisiones sobre su manejo para el año siguiente. Una de